Hoeveel manen heeft Mercurius? (Update)

Zowat elke planeet in het zonnestelsel heeft manen. De aarde heeft de maan, Mars heeft Phobos en Deimos, en Jupiter en Saturnus hebben respectievelijk 67 en 62 officieel benoemde manen. Zelfs de onlangs van de troon gestoten dwergplaneet Pluto heeft vijf bevestigde manen – Charon, Nix, Hydra, Kerberos en Styx. En zelfs asteroïden zoals 243 Ida hebben satellieten om zich heen draaien (in dit geval, Dactyl). Maar hoe zit het met Mercurius?

Als manen zo gewoon zijn in het zonnestelsel, hoe komt het dan dat Mercurius er geen heeft? Ja, als je vraagt hoeveel satellieten de planeet heeft die het dichtst bij de zon staat, zou dat het korte antwoord zijn. Maar voor een grondiger antwoord moeten we het proces onderzoeken waardoor andere planeten hun manen hebben verkregen, en zien hoe deze van toepassing zijn (of niet van toepassing zijn) op Mercurius.

Om het allemaal uit te splitsen, er zijn drie manieren waarop een lichaam een natuurlijke satelliet kan krijgen. Deze oorzaken zijn vastgesteld dankzij vele tientallen jaren van astronomen en natuurkundigen die de verschillende manen van het zonnestelsel bestuderen, en leren over hun banen en samenstellingen. Als gevolg daarvan hebben wetenschappers een goed idee van waar deze satellieten vandaan komen en hoe ze in een baan om hun respectievelijke planeten zijn gekomen.

Oorzaken van natuurlijke satellieten:

Eerst kan een satelliet (of satellieten) ontstaan uit een circumplanetaire schijf van materiaal die in een baan om een planeet draait – vergelijkbaar met een protoplanetaire schijf rond een ster. In dit scenario smelt de schijf geleidelijk samen tot grotere lichamen, die al dan niet massief genoeg kunnen zijn om een hydrostatisch evenwicht te ondergaan (d.w.z. bolvormig te worden). Men neemt aan dat Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus zo de meeste van hun grotere satellieten hebben gekregen.

Ten tweede kunnen satellieten ontstaan wanneer een klein lichaam door de zwaartekracht van een groter lichaam wordt ingevangen. Men denkt dat dit het geval is bij de manen van Mars, Phobos en Deimos, en bij de kleinere, onregelmatige manen van Jupiter, Saturnus, Neptunus en Uranus. Ook wordt aangenomen dat de grootste maan van Neptunus, Triton, ooit een Trans-Neptunisch Object (TNO) was dat uit de Kuipergordel werd geslingerd en vervolgens door de zwaartekracht van Neptunus werd gevangen.

Ten slotte is er de mogelijkheid dat manen het resultaat zijn van massale botsingen waardoor een planeet een deel van zijn materiaal de ruimte in slingerde, dat vervolgens samensmolt om een satelliet in een baan om de aarde te vormen. Algemeen wordt aangenomen dat de maan op deze manier is ontstaan, toen een object ter grootte van Mars (vaak Theia genoemd) er 4,5 miljard jaar geleden mee in botsing kwam.

Hill sphere:

Ook bekend als een Roche sphere, is een Hill sphere een gebied rond een astronomisch lichaam waar het de aantrekkingskracht van satellieten overheerst. De buitenste rand van dit gebied vormt een nulsnelheidsoppervlak – waarmee een oppervlak wordt bedoeld waar een lichaam met een bepaalde energie niet overheen kan, omdat het op dat oppervlak een snelheid van nul zou hebben. Om in een baan om een planeet te kunnen draaien, moet een maan een baan hebben die binnen de heuvelsfeer van de planeet ligt.

Met andere woorden, een heuvelsfeer benadert de gravitationele invloedssfeer van een kleiner lichaam ten opzichte van verstoringen door een massiever lichaam (d.w.z. de moederster). Dus als het gaat om objecten in het zonnestelsel, zal alles binnen de heuvelsfeer van een planeet gebonden zijn aan die planeet, terwijl alles daarbuiten gebonden zal zijn aan de zon.

Een perfect voorbeeld hiervan is de Aarde, die in staat is de maan in haar baan te houden tegenover de overweldigende zwaartekracht van de zon, omdat zij binnen de heuvelsfeer van de Aarde draait. Helaas is dit de reden waarom Mercurius zelf geen manen heeft. Het is absoluut niet in staat er een te vormen, er een te vangen of er een te verwerven van materiaal dat in een baan om de aarde wordt gebracht. En hier is waarom:

Mercurius’ omvang en baan:

Gezien Mercurius’ geringe omvang (de kleinste planeet in de ) en zijn nabijheid tot de zon, is zijn zwaartekracht te zwak (en zijn Heuvelbol te klein) om een natuurlijke satelliet te behouden. In principe, als een groot object Mercurius vandaag zou naderen, tot het punt dat het daadwerkelijk in zijn Heuvel bol zou komen, zou het waarschijnlijk worden opgepakt door de zwaartekracht van de zon.

Een andere manier waarop Mercurius geen maan zou kunnen hebben verworven heeft te maken met de schaarste van materiaal in zijn baan. Dit kan te wijten zijn aan zonnewinden en de condensatiestralen van lichtere materialen, waarbij sporenstoffen als waterstof en methaan tijdens de vorming van Mercurius in gasvorm dichter bij de zon bleven, en vandaar werden weggeslingerd. Hierdoor bleven alleen elementen als ijzer en nikkel in vaste vorm over, die vervolgens samensmolten en Mercurius en de andere aardse planeten vormden.

In het begin van de jaren zeventig dachten astronomen een tijd lang dat Mercurius misschien een maan had. Instrumenten aan boord van NASA’s Mariner 10 ruimtevaartuig ontdekten grote hoeveelheden ultraviolette straling in de buurt van Mercurius, waarvan astronomen dachten dat die daar niet thuishoorde. Daarom dachten sommigen dat deze straling afkomstig was van een nabijgelegen maan. Helaas verdween de straling de volgende dag, en later werd ontdekt dat de bron eigenlijk een verre ster was.

Alas, het lijkt erop dat planeten die te dicht bij de zon staan, zoals Mercurius en Venus, voorbestemd zijn om het zonder natuurlijke satellieten te moeten stellen. Het is dan maar goed dat wij aardbewoners het geluk hadden om op een wereld te leven die ver genoeg van de zon is verwijderd en een voldoende grote heuvelflank heeft om een satelliet te houden. Wij hebben ook het geluk dat de enorme botsing die onze maan deed ontstaan, zo lang geleden plaatsvond!