بعض الكواكب، مثل زحل، لديها أكثر من مائة قمر، في حين أن بعضها الآخر، مثل كوكب الزهرة، ليس لديه أي قمر.
على الأرض، يمكنك النظر إلى الأعلى ليلاً ورؤية القمر يسطع من على بعد مئات الآلاف من الأميال. ولكن إذا ذهبت إلى كوكب الزهرة، فلن يكون الأمر كذلك. ليس كل كوكب لديه قمر، فلماذا تمتلك بعض الكواكب عدة أقمار، بينما لا يوجد لدى بعضها الآخر أي أقمار؟
أولا، يسمى القمر تابعا طبيعيا. يشير علماء الفلك إلى الأقمار الصناعية على أنها أجسام موجودة في الفضاء تدور حول أجسام أكبر. وبما أن القمر ليس من صنع الإنسان، فهو قمر طبيعي.
حاليًا، هناك نظريتان رئيسيتان حول سبب وجود أقمار لبعض الكواكب. يتم التقاط الأقمار بواسطة الجاذبية إذا كانت ضمن ما يسمى بنصف قطر كرة هيل للكوكب، أو يتم تشكيلها مع النظام الشمسي.
نصف قطر مجال هيل (Hill sphere radius)
تمارس الأجسام قوة جاذبية على الأجسام الأخرى القريبة. كلما كان الجسم أكبر، كلما زادت قوة الجذب.
قوة الجاذبية هذه هي السبب وراء بقائنا جميعًا على الأرض بدلاً من أن نطفو بعيدًا.
وتهيمن قوة الجاذبية الكبيرة على النظام الشمسي، والتي تبقي جميع الكواكب في مدارها. الشمس هي الجسم الأكثر كتلة في نظامنا الشمسي، مما يعني أن لها تأثير الجاذبية الأكبر على الأجسام مثل الكواكب.
لكي يتمكن القمر الصناعي من الدوران حول كوكب ما، يجب أن يكون قريبًا بدرجة كافية حتى يتمكن الكوكب من بذل قوة كافية لإبقائه في المدار. الحد الأدنى للمسافة التي يمكن أن يحتفظ بها الكوكب بقمر صناعي في مداره يسمى نصف قطر كرة هيل.
يعتمد نصف قطر كرة هيل على كتلة كل من الجسمين الأكبر والأصغر. يعد القمر الذي يدور حول الأرض مثالًا جيدًا لكيفية عمل نصف قطر كرة هيل. تدور الأرض حول الشمس، لكن القمر قريب بدرجة كافية من الأرض بحيث تستحوذ عليه جاذبية الأرض. يدور القمر حول الأرض، وليس حول الشمس، لأنه يقع ضمن نصف قطر كرة هيل للأرض.
.jpg)
تمتلك الأرض نصف قطر كرة هيل أكبر من نصف قطر عطارد
Credit: Nicole Granucci
الكواكب الصغيرة مثل عطارد لها نصف قطر كروي صغير، لأنها لا تستطيع ممارسة قوة جذب كبيرة. من المرجح أن يتم سحب أي أقمار محتملة بواسطة الشمس بدلاً من ذلك.
ولا يزال العديد من العلماء يتطلعون لمعرفة ما إذا كانت هذه الكواكب كان لها أقمار صغيرة في الماضي. بالعودة إلى فترة تكوين النظام الشمسي، ربما كان لديهم أقمار تحطمت بسبب الاصطدامات بأجسام فضائية أخرى.
المريخ لديه قمرين، فوبوس ودييموس. لا يزال العلماء يتناقشون حول ما إذا كانت هذه الأجسام جاءت من كويكبات مرت بالقرب من نصف قطر كرة المريخ واستحوذ عليها الكوكب، أو إذا كانت قد تشكلت في نفس الوقت الذي تشكلت فيه المجموعة الشمسية. المزيد من الأدلة تدعم النظرية الأولى، لأن المريخ قريب من حزام الكويكبات.
يمتلك كل من المشتري وزحل وأورانوس ونبتون نصف قطر كروي أكبر، لأنها أكبر بكثير من الأرض والمريخ وعطارد والزهرة، كما أنها أبعد عن الشمس. يمكن لسحب جاذبيتها أن تجذب وتبقي المزيد من الأقمار الصناعية الطبيعية مثل الأقمار في مدارها. على سبيل المثال، كوكب المشتري لديه 95 قمرا، في حين أن زحل لديه 146 قمرا.
أقمار تتشكل مع النظام الشمسي
تشير نظرية أخرى إلى أن بعض الأقمار تشكلت في نفس الوقت الذي تشكلت فيه نظامها الشمسي.
تبدأ الأنظمة الشمسية بقرص كبير من الغاز يدور حول الشمس. وأثناء دوران الغاز حول الشمس، يتكثف مكونًا كواكب وأقمارًا تدور حولها. ثم تدور الكواكب والأقمار كلها في نفس الات
توضح هذه الرسوم المتحركة كيفية تشكل الكواكب في نظامنا الشمسي. تمثل الحلقات الداكنة الموجودة في القرص تكوين الكواكب والأقمار. وفي النهاية، يتكثف الغاز ليشكل كواكب وأقمارًا طبيعية وكويكبات.
ولكن من المحتمل أن يكون هناك عدد قليل فقط من الأقمار في نظامنا الشمسي قد تم إنشاؤها بهذه الطريقة. يتوقع العلماء أن الأقمار الداخلية لكوكب المشتري وزحل تشكلت أثناء نشوء نظامنا الشمسي لأنها قديمة جدًا. من المحتمل أن بقية الأقمار في نظامنا الشمسي، بما في ذلك الأقمار الخارجية لكوكب المشتري وزحل، قد استحوذت عليها الجاذبية من قبل كواكبها.
قمر الأرض مميز لأنه من المحتمل أن يكون قد تشكل بطريقة مختلفة. يعتقد العلماء أنه منذ فترة طويلة، اصطدم جسم كبير بحجم المريخ بالأرض. خلال هذا الاصطدام، طارت قطعة كبيرة من الأرض إلى مدارها وأصبحت القمر.
تُظهر هذه الرسوم المتحركة من وكالة ناسا محاكاة لكيفية تشكل قمرنا أثناء الاصطدام.
يعتقد العلماء أن القمر تشكل بهذه الطريقة لأنهم عثروا على نوع من الصخور يسمى البازلت في التربة على سطح القمر. يبدو البازلت الموجود على القمر مثل البازلت الموجود داخل الأرض.
في نهاية المطاف، لا يزال السؤال عن سبب وجود أقمار لبعض الكواكب محل نقاش واسع النطاق، ولكن عوامل مثل حجم الكوكب، وجاذبية الجاذبية، ونصف قطر مجال هيل، وكيفية تشكل نظامه الشمسي قد تلعب دورًا.
المصدر: