Na Ziemi możesz spojrzeć w nocy w górę i zobaczyć księżyc świecący jasno z odległości setek tysięcy kilometrów. Ale gdyby ktoś znalazł się na Wenus, nie byłoby to możliwe. Nie każda planeta ma księżyc — więc dlaczego niektóre planety mają kilka księżyców, a inne nie mają żadnego? Po pierwsze, księżyc nazywany jest naturalnym satelitą. Astronomowie nazywają obiekty w kosmosie, które krążą wokół większych ciał, księżycami. Ponieważ księżyc nie jest dziełem człowieka, jest naturalnym satelitą.
Obecnie istnieją dwie główne teorie, dlaczego niektóre planety mają księżyce. Księżyce są albo przechwytywane grawitacyjnie, jeśli znajdują się w promieniu tzw. sfery Hill planety, albo powstały wraz z układem słonecznym.
Sfera Wzgórza
Obiekty wywierają siłę grawitacyjną na inne pobliskie obiekty. Im większy obiekt, tym siła grawitacji jest większa.
Ta siła grawitacji sprawia, że pozostajemy na Ziemi, zamiast odpływać.
Układ słoneczny jest zdominowany przez ogromną siłę grawitacyjną Słońca, która utrzymuje wszystkie planety na orbicie. Słońce jest najmasywniejszym obiektem w naszym układzie słonecznym, co oznacza, że ma największy wpływ grawitacyjny na obiekty takie jak planety.
Aby satelita mógł orbitować wokół planety, musi być wystarczająco blisko, aby planeta mogła wywierać wystarczającą siłę, aby utrzymać go na orbicie. Minimalna odległość, w jakiej planeta utrzymuje satelitę na orbicie, nazywana jest promieniem sfery Hilla.
Promień sfery Hilla opiera się na masie zarówno większych, jak i mniejszych obiektów. Księżyc krążący wokół Ziemi jest dobrym przykładem działania promienia sfery Hilla. Ziemia krąży wokół Słońca, ale Księżyc jest wystarczająco blisko Ziemi, aby przyciąganie grawitacyjne Ziemi mogło go pochwycić. Księżyc krąży wokół Ziemi, a nie Słońca, ponieważ znajduje się w promieniu sfery Hilla Ziemi.
Mniejsze planety, takie jak Merkury, mają małe promienie sfery Hilla, ponieważ nie mogą wywierać dużego przyciągania grawitacyjnego. Wszelkie potencjalne księżyce prawdopodobnie byłyby przyciągane przez Słońce.
Wielu naukowców wciąż bada, czy te planety mogły mieć małe księżyce w przeszłości. Podczas formowania się Układu Słonecznego mogły mieć księżyce, które zostały oderwane przez zderzenia z innymi obiektami kosmicznymi.
Mars ma dwa księżyce, Fobosa i Deimosa. Naukowcy wciąż debatują, czy są to asteroidy, które przeszły blisko promienia sfery Mars' Hill i zostały przechwycone przez planetę, czy też powstały w tym samym czasie co Układ Słoneczny. Więcej dowodów potwierdza pierwszą teorię, ponieważ Mars znajduje się blisko Pasa Asteroid.
Jowisz, Saturn, Uran i Neptun mają większe promienie sfery Hilla, ponieważ są znacznie większe niż Ziemia, Mars, Merkury i Wenus i są dalej od Słońca. Ich przyciąganie grawitacyjne może przechwytywać i utrzymywać więcej naturalnych satelitów na orbicie. Na przykład Jowisz ma 95 księżyców, a Saturn 146.
Księżyce, które powstały wraz z ich układem
Inna teoria zakłada, że niektóre księżyce uformowały się w tym samym czasie, co ich układy gwiezdne.
Zdjęcie: Kontury przedstawiają efektywne potencjały grawitacyjne układu dwuciałowego (na rysunku Słońce i Ziemia) oraz siły odśrodkowe w obracającym się układzie odniesienia. Sfery wzgórzowe to obszary ograniczone okręgami wokół Słońca i Ziemi. W mechanice niebieskiej punkty Lagrange’a (również punkty libracji; punkty L) to punkty równowagi dla obiektów o małej masie pod wpływem grawitacji dwóch masywnych ciał orbitujących. NASA / Xander89 / CC BY 3.0
