Op aarde kun je 's nachts omhoog kijken en de maan zien schijnen vanaf honderdduizenden kilometers afstand. Maar als iemand zichzelf op Venus zou bevinden, zou dat niet het geval zijn. Niet elke planeet heeft een maan, dus waarom hebben sommige planeten meerdere manen en andere geen? Ten eerste wordt een maan een natuurlijke satelliet genoemd. Astronomen noemen objecten in de ruimte die om grotere lichamen draaien, manen. Omdat de maan niet door de mens is gemaakt, is het een natuurlijke satelliet.
Er zijn momenteel twee hoofdtheorieën over waarom sommige planeten manen hebben. Manen worden ofwel door de zwaartekracht gevangen, als ze zich binnen de straal van de Hill-sfeer van de planeet bevinden, of ze zijn samen met het zonnestelsel gevormd.
De Heuvelsfeer
Objecten oefenen een zwaartekracht uit op andere objecten in de buurt. Hoe groter het object, hoe groter de aantrekkingskracht.
Deze zwaartekracht zorgt ervoor dat we allemaal op aarde blijven, in plaats van dat we wegzweven.
Het zonnestelsel wordt gedomineerd door de enorme zwaartekracht van de zon, die alle planeten in een baan houdt. De zon is het meest massieve object in ons zonnestelsel, wat betekent dat het de grootste zwaartekrachtinvloed heeft op objecten zoals planeten.
Om een satelliet in een baan om een planeet te laten draaien, moet deze dichtbij genoeg zijn zodat de planeet genoeg kracht kan uitoefenen om hem in de baan te houden. De minimale afstand voor een planeet om een satelliet in een baan te houden, wordt de Hill-sfeerradius genoemd.
De straal van de Hill-sfeer is gebaseerd op de massa van zowel de grotere als de kleinere objecten. De maan die om de aarde draait, is een goed voorbeeld van hoe de straal van de Hill-sfeer werkt. De aarde draait om de zon, maar de maan staat zo dicht bij de aarde dat de zwaartekracht van de aarde hem kan vangen. De maan draait om de aarde, niet om de zon, omdat hij zich binnen de straal van de Hill-sfeer van de aarde bevindt.
Kleinere planeten zoals Mercurius hebben kleine Hill-sfeerstralen omdat ze niet veel zwaartekracht kunnen uitoefenen. Potentiële manen zouden waarschijnlijk door de zon worden aangetrokken.
Veel wetenschappers onderzoeken nog steeds of deze planeten in het verleden kleine manen hebben gehad. Tijdens de vorming van het zonnestelsel hebben ze mogelijk manen gehad die door botsingen met andere ruimteobjecten zijn afgestoten.
Mars heeft twee manen, Phobos en Deimos. Wetenschappers debatteren nog steeds over de vraag of het asteroïden zijn die dicht langs de straal van de Hill-sfeer van Mars passeerden en door de planeet werden gevangen, of dat ze tegelijkertijd met het zonnestelsel ontstonden. Meer bewijs ondersteunt de eerste theorie omdat Mars dicht bij de asteroïdengordel ligt.
Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus hebben grotere Hill-sfeerstralen omdat ze veel groter zijn dan de aarde, Mars, Mercurius en Venus en verder van de zon staan. Hun zwaartekracht kan meer natuurlijke satellieten in een baan vangen en vasthouden. Jupiter heeft bijvoorbeeld 95 manen, terwijl Saturnus er 146 heeft.
Manen die met hun systeem zijn gevormd
Een andere theorie stelt dat sommige manen gelijktijdig met hun sterrenstelsel ontstonden.
Foto: De contouren geven de effectieve gravitatiepotentialen weer van een systeem met twee lichamen (in de afbeelding de zon en de aarde) en de centrifugale krachten in een roterend referentiekader. Hill-sferen zijn gebieden die worden begrensd door cirkels rond de zon en de aarde. In de hemelmechanica zijn Lagrangiaanse punten (ook libratiepunten; L-punten) evenwichtspunten voor objecten met een lage massa onder de gravitationele invloed van twee massieve lichamen die in een baan om de aarde draaien. NASA / Xander89 / CC BY 3.0