Á jörðinni geturðu horft upp á nóttunni og séð tunglið skína skært í hundruð þúsunda kílómetra fjarlægð. En ef einhver myndi finna sig á Venus, þá væri það ekki raunin. Það eru ekki allir plánetur með tungl - svo hvers vegna hafa sumar plánetur nokkur tungl á meðan aðrar hafa engin? Í fyrsta lagi er tungl kallað náttúrulegt gervihnött. Stjörnufræðingar kalla hluti í geimnum sem eru á braut um stærri líkama tungl. Þar sem tunglið er ekki af mannavöldum er það náttúrulegur gervihnöttur.
Núna eru tvær meginkenningar um hvers vegna sumar plánetur hafa tungl. Tungl eru annaðhvort tekin með þyngdarafl, ef þau eru innan þess sem kallað er radíus Hill-kúlu plánetunnar, eða þau mynduðust ásamt sólkerfinu.
The Hill Sphere
Hlutir hafa þyngdarkraft á aðra nálæga hluti. Því stærri sem hluturinn er, því meira tog.
Þessi þyngdarkraftur er það sem heldur okkur öllum á jörðu niðri í stað þess að fljóta í burtu.
Sólkerfið einkennist af miklum þyngdarkrafti sólarinnar sem heldur öllum reikistjörnunum á braut. Sólin er massamesta fyrirbærið í sólkerfinu okkar, sem þýðir að hún hefur mest þyngdaráhrif á hluti eins og plánetur.
Til þess að gervihnöttur geti farið á braut um reikistjörnu þarf hann að vera nógu nálægt til að plánetan geti beitt nægum krafti til að halda henni á brautinni. Lágmarksfjarlægð plánetu til að halda gervihnött á sporbraut er kölluð Hill kúlu radíus.
Radíus Hill kúlu byggist á massa bæði stærri og smærri hluta. Tunglið á braut um jörðina er gott dæmi um hvernig radíus Hill kúlu virkar. Jörðin snýst um sólina en tunglið er nógu nálægt jörðinni til að þyngdarkraftur jarðar geti náð því. Tunglið snýst um jörðina, ekki sólina, því það er innan radíusar frá Hill's kúlu jarðar.
Minni plánetur eins og Merkúríus hafa litla Hill kúlu radíus vegna þess að þær geta ekki beitt mikið aðdráttarafl. Öll hugsanleg tungl myndu líklega dragast af sólinni í staðinn.
Margir vísindamenn eru enn að skoða hvort þessar plánetur gætu hafa átt lítil tungl í fortíðinni. Við myndun sólkerfisins gætu þeir hafa átt tungl sem voru slegin af vegna árekstra við önnur geimfyrirbæri.
Mars hefur tvö tungl, Phobos og Deimos. Vísindamenn eru enn að velta því fyrir sér hvort um sé að ræða smástirni sem gengu nærri Mars' Hill kúluradíusnum og voru tekin af plánetunni eða hvort þau mynduðust á sama tíma og sólkerfið. Fleiri sannanir styðja fyrrnefndu kenninguna vegna þess að Mars er nálægt smástirnabeltinu.
Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus hafa stærri hæðarkúluradíus vegna þess að þeir eru miklu stærri en jörðin, Mars, Merkúríus og Venus og eru fjær sólu. Þyngdarkraftur þeirra getur fanga og haldið fleiri náttúrulegum gervihnöttum á sporbraut. Sem dæmi má nefna að Júpíter hefur 95 tungl en Satúrnus 146.
Tungl sem mynduðust með kerfi þeirra
Önnur kenning bendir til þess að nokkur tungl hafi myndast á sama tíma og stjörnukerfi þeirra.
Mynd: Útlínurnar sýna virka þyngdargetu tveggja líkama kerfis (á myndinni, sól og jörð) og miðflóttakrafta í snúningsviðmiðunarramma. Hillakúlur eru svæði sem afmarkast af hringjum í kringum sólina og jörðina. Í aflfræði himins eru lagrangískir punktar (einnig vökvunarpunktar; L-punktar) jafnvægispunktar fyrir hluti með lítinn massa undir þyngdaráhrifum tveggja massamikilla líkama á braut. NASA / Xander89 / CC BY 3.0