Hầu như mọi hành tinh trong Hệ Mặt Trời đều có mặt trăng. Trái đất có Mặt trăng, Sao Hỏa có Phobos và Deimos, và Sao Mộc và Sao Thổ lần lượt có 67 và 62 mặt trăng được đặt tên chính thức. Heck, ngay cả hành tinh lùn bị hạ bệ gần đây, Sao Diêm Vương có năm mặt trăng được xác nhận - Charon, Nix, Hydra, Kerberos và Styx. Và thậm chí các tiểu hành tinh như 243 Ida có thể có các vệ tinh quay quanh chúng (trong trường hợp này là Dactyl). Nhưng còn sao Thủy?
Nếu các mặt trăng là một tính năng phổ biến như vậy trong Hệ Mặt trời, tại sao Sao Thủy không có? Vâng, nếu người ta hỏi có bao nhiêu vệ tinh trên hành tinh gần Mặt trời nhất của chúng ta, thì đó sẽ là câu trả lời ngắn. Nhưng để trả lời kỹ lưỡng hơn đòi hỏi chúng ta phải kiểm tra quá trình các hành tinh khác thu được các mặt trăng của chúng và xem cách chúng áp dụng (hoặc không áp dụng) cho Sao Thủy.
Để phá vỡ tất cả, có ba cách để một cơ thể có thể có được một vệ tinh tự nhiên. Những nguyên nhân này đã được xác định nhờ vào nhiều thập kỷ của các nhà thiên văn học và vật lý học nghiên cứu các mặt trăng khác nhau của Hệ Mặt trời và tìm hiểu về quỹ đạo và các thành phần của chúng. Do đó, các nhà khoa học của chúng tôi có một ý tưởng tốt về việc các vệ tinh này đến từ đâu và làm thế nào chúng đến quỹ đạo của các hành tinh tương ứng.
Nguyên nhân của vệ tinh tự nhiên:
Đầu tiên, một vệ tinh (hoặc vệ tinh) có thể hình thành từ một đĩa vật chất quanh hành tinh quay quanh một hành tinh - tương tự như một đĩa hình thành hành tinh xung quanh một ngôi sao. Trong kịch bản này, đĩa dần dần hợp lại để tạo thành các vật thể lớn hơn, có thể hoặc không đủ lớn để trải qua trạng thái cân bằng thủy tĩnh (tức là trở thành hình cầu). Đây là cách Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương được cho là đã có được phần lớn các vệ tinh lớn hơn của họ.
Thứ hai, các vệ tinh có thể có được khi một cơ thể nhỏ bị bắt bởi trọng lực của một cơ thể lớn hơn. Đây được cho là trường hợp các mặt trăng Marsob của Phobos và Deimos có liên quan, cũng như sao Mộc, sao Thổ, sao Hải Vương và sao Thiên Vương nhỏ hơn, mặt trăng không đều. Người ta cũng tin rằng mặt trăng lớn nhất của Sao Hải Vương, Triton, đã từng là một Vật thể xuyên sao Hải Vương (TNO) được đẩy ra từ Vành đai Kuiper và sau đó bị lực hấp dẫn của Sao Hải Vương bắt giữ.
Cuối cùng, có khả năng các mặt trăng là kết quả của các vụ va chạm lớn khiến một hành tinh đẩy một số vật chất của chúng vào không gian, sau đó kết hợp lại để tạo thành một vệ tinh trên quỹ đạo. Đây được cho là cách mà Mặt trăng được hình thành, khi một vật thể có kích thước sao Hỏa (thường được gọi là Theia) va chạm với nó 4,5 tỷ năm trước.
Quả cầu đồi:
Còn được gọi là Roche Sphere, Hill Sphere là một khu vực xung quanh một thiên thể, nơi nó thống trị sự hấp dẫn của các vệ tinh. Rìa ngoài của khu vực này tạo thành một bề mặt vận tốc bằng không - nghĩa là một bề mặt mà một cơ thể có năng lượng nhất định không thể vượt qua, vì nó sẽ có vận tốc bằng không trên bề mặt. Để quay quanh một hành tinh, một mặt trăng phải có quỹ đạo nằm trong hành tinh Trái đồi Hill.
Nói cách khác, Hill Sphere xấp xỉ phạm vi ảnh hưởng của lực hấp dẫn của một cơ thể nhỏ hơn khi đối mặt với nhiễu loạn từ một cơ thể đồ sộ hơn (ví dụ: ngôi sao mẹ). Vì vậy, khi tiếp xúc với các vật thể trong Hệ Mặt trời, mọi thứ trong hành tinh Trái đất đồi Hill sẽ bị ràng buộc với hành tinh đó, trong khi mọi thứ bên ngoài nó sẽ bị ràng buộc với Mặt trời.
Một ví dụ hoàn hảo về điều này là Trái đất, có thể giữ Mặt trăng trên quỹ đạo của nó, khi đối mặt với lực hấp dẫn quá lớn của Mặt trời, bởi vì nó quay quanh Trái đất Hill Sphere. Than ôi, đây là lý do tại sao Sao Thủy không có mặt trăng của riêng mình. Về mặt phân loại, nó không ở vị trí để tạo thành một, bắt một hoặc lấy một từ vật liệu được đẩy vào quỹ đạo. Và đây, tại sao
Kích thước và quỹ đạo sao Thủy
Với kích thước nhỏ của Sao Thủy (hành tinh nhỏ nhất trong Hệ Mặt Trời) và sự gần gũi với Mặt trời, trọng lực của nó quá yếu (và nó Hill Sphere quá nhỏ) để giữ vệ tinh tự nhiên. Về cơ bản, nếu một vật thể lớn tiếp cận Sao Thủy ngày hôm nay, đến mức nó thực sự đi vào Sphere Hill của nó, thì có khả năng nó sẽ bị hấp dẫn bởi lực hấp dẫn của Sun Sun thay vào đó.
Một cách khác mà sao Thủy không thể có được mặt trăng phải làm với sự khan hiếm vật chất trong quỹ đạo của nó. Điều này có thể là do gió mặt trời và bán kính ngưng tụ của các vật liệu nhẹ hơn, trong đó các chất vi lượng như hydro và metan vẫn ở dạng khí gần Mặt trời trong quá trình hình thành Sao Thủy, và đã bị cuốn đi. Điều này chỉ còn lại các nguyên tố như sắt và niken ở dạng rắn, sau đó kết hợp lại để tạo thành Sao Thủy và các hành tinh trên mặt đất khác.
Trong một thời gian vào đầu những năm 1970, các nhà thiên văn học nghĩ rằng Sao Thủy có thể có mặt trăng. Dụng cụ trên tàu NASA Mariner 10 tàu vũ trụ đã phát hiện một lượng lớn bức xạ cực tím ở vùng lân cận Sao Thủy mà các nhà thiên văn học tin rằng không thuộc về nơi đó. Do đó, một số giả thuyết cho rằng bức xạ này đến từ một mặt trăng gần đó. Thật không may, bức xạ biến mất vào ngày hôm sau, và sau đó người ta phát hiện ra rằng nguồn thực sự là một ngôi sao xa xôi.
Than ôi, dường như các hành tinh quá gần Mặt trời, như Sao Thủy và Sao Kim, được định sẵn là không có vệ tinh tự nhiên. Sau đó, một điều tốt là chúng ta Trái đất đã may mắn sống trên một thế giới đủ xa Mặt trời và có một quả cầu Hill đủ lớn để giữ một vệ tinh. Chúng tôi cũng rất may mắn khi vụ va chạm lớn tạo ra Mặt trăng của chúng tôi đã xảy ra rất lâu rồi!
Chúng tôi đã viết một số bài báo cho Tạp chí Vũ trụ về Sao Thủy. Dưới đây, một bài viết về lực hấp dẫn của Sao Thủy, và đây là một số sự thật về Sao Thủy. Và đây là một bài viết trả lời câu hỏi Có bao nhiêu Moons trong Hệ mặt trời?
Nếu bạn thích thêm thông tin về Sao Thủy, hãy xem Hướng dẫn khám phá hệ mặt trời của NASA, và tại đây, một liên kết đến trang Misson MESSENGER của NASA.
Chúng tôi cũng đã ghi lại một tập phim Thiên văn học đúc tất cả về Sao Thủy. Nghe ở đây, Tập 49: Sao Thủy.
