Presque toutes les planètes du système solaire ont des lunes. La Terre a La Lune, Mars a Phobos et Deimos, et Jupiter et Saturne ont respectivement 67 et 62 lunes officiellement nommées. Heck, même la planète naine récemment rétrogradée Pluton a cinq lunes confirmées - Charon, Nix, Hydra, Kerberos et Styx. Et même des astéroïdes comme 243 Ida peuvent avoir des satellites en orbite (dans ce cas, Dactyl). Mais qu'en est-il de Mercure?
Si les lunes sont une caractéristique si commune du système solaire, pourquoi Mercure n'en a-t-il pas? Oui, si l'on se demandait combien de satellites possède la planète la plus proche de notre Soleil, ce serait la réponse courte. Mais pour y répondre de manière plus approfondie, nous devons examiner le processus par lequel d'autres planètes ont acquis leurs lunes et voir comment celles-ci s'appliquent (ou ne s'appliquent pas) à Mercure.
Pour tout décomposer, il existe trois façons dont un corps peut acquérir un satellite naturel. Ces causes ont été déterminées grâce à plusieurs décennies d'astronomes et de physiciens qui ont étudié les différentes lunes du système solaire et découvert leurs orbites et leurs compositions. En conséquence, nos scientifiques ont une bonne idée de l'origine de ces satellites et de la façon dont ils sont venus en orbite autour de leurs planètes respectives.
Causes des satellites naturels:
Premièrement, un satellite (ou des satellites) peut se former à partir d'un disque circumplanétaire de matière en orbite autour d'une planète - semblable à un disque protoplanétaire autour d'une étoile. Dans ces scénarios, le disque fusionne progressivement pour former des corps plus grands, qui peuvent ou non être assez massifs pour subir un équilibre hydrostatique (c'est-à-dire devenir sphériques). C'est ainsi que Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune auraient acquis la majorité de leurs plus gros satellites.
Deuxièmement, les satellites peuvent être acquis lorsqu'un petit corps est capturé par la gravité d'un corps plus grand. On pense que c'est le cas en ce qui concerne les lunes de Mars de Phobos et Deimos, ainsi que les petites lunes irrégulières de Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus. On pense également que la plus grande lune de Neptune, Triton, était autrefois un objet trans-neptunien (TNO) qui a été éjecté de la ceinture de Kuiper puis capturé par la gravité de Neptune.
Enfin, il y a la possibilité que les lunes soient le résultat de collisions massives qui ont provoqué une planète à éjecter une partie de leur matériel dans l'espace, qui a ensuite fusionné pour former un satellite en orbite. On pense généralement que c'est ainsi que la Lune s'est formée, lorsqu'un objet de la taille de Mars (souvent appelé Theia) est entré en collision avec elle il y a 4,5 milliards d'années.
Sphère de colline:
Également connue sous le nom de Roche Sphere, une Hill Sphere est une région autour d'un corps astronomique où elle domine l'attraction des satellites. Le bord extérieur de cette région constitue une surface à vitesse nulle - ce qui fait référence à une surface qu'un corps d'énergie donnée ne peut pas traverser, car il aurait une vitesse nulle sur la surface. Pour orbiter autour d'une planète, une lune doit avoir une orbite qui se trouve dans la sphère de colline de la planète.
En d'autres termes, une sphère de colline se rapproche de la sphère d'influence gravitationnelle d'un corps plus petit face aux perturbations d'un corps plus massif (c'est-à-dire l'étoile parente). Ainsi, lorsque vous traitez avec des objets dans le système solaire, tout ce qui se trouve dans la sphère de colline d'une planète sera lié à cette planète, tandis que tout ce qui se trouve à l'extérieur sera lié au soleil.
Un parfait exemple de cela est la Terre, qui est capable de maintenir la Lune sur son orbite, face à la gravité écrasante du Soleil, car elle orbite dans la sphère de la colline de la Terre. Hélas, c'est pourquoi Mercure n'a pas de lunes qui lui soient propres. De manière catégorique, il n'est pas en mesure d'en former un, d'en capturer un ou d'en acquérir un à partir de matériel éjecté en orbite. Et voici pourquoi:
Taille et orbite de Mercure:
Compte tenu de la petite taille de Mercure (la plus petite planète du système solaire) et de sa proximité avec le Soleil, sa gravité est trop faible (et c'est la sphère de la colline trop petite) pour retenir un satellite naturel. Fondamentalement, si un gros objet s'approchait de Mercure aujourd'hui, au point qu'il a effectivement pénétré dans sa sphère de colline, il serait probablement attrapé par la gravité du Soleil à la place.
Une autre façon dont Mercure n'aurait pas pu acquérir une lune est liée à la rareté des matériaux sur son orbite. Cela peut être dû aux vents solaires et aux rayons de condensation des matériaux plus légers, où des substances traces comme l'hydrogène et le méthane sont restées sous forme gazeuse plus près du Soleil pendant la formation de Mercure, et ont ensuite été emportées. Cela n'a laissé que des éléments comme le fer et le nickel sous forme solide, qui ont ensuite fusionné pour former Mercure et les autres planètes terrestres.
Pendant un certain temps au début des années 1970, les astronomes ont pensé que le Mercure pourrait avoir une lune. Instruments à bord de la NASA Mariner 10 le vaisseau spatial a détecté de grandes quantités de rayonnement ultraviolet dans le voisinage de Mercure que les astronomes pensaient ne pas y appartenir. Par conséquent, certains ont émis l'hypothèse que ce rayonnement provenait d'une lune proche. Malheureusement, le rayonnement a disparu le lendemain, et il a été découvert plus tard que la source était en fait une étoile éloignée.
Hélas, il semble que les planètes trop proches du Soleil, comme Mercure et Vénus, soient destinées à être dépourvues de satellites naturels. C’est une bonne chose que nous, les Terriens, ayons eu la chance de vivre dans un monde suffisamment éloigné du Soleil et doté d’une sphère de colline suffisamment grande pour garder un satellite. Nous avons également la chance que la collision massive qui a créé notre Lune s'est produite il y a si longtemps!
Nous avons écrit plusieurs articles pour Space Magazine sur Mercury. Voici un article sur la gravité du mercure, et voici quelques faits sur le mercure. Et voici un article qui répond à la question Combien de lunes sont dans le système solaire?
Si vous souhaitez plus d'informations sur Mercury, consultez le Guide d'exploration du système solaire de la NASA, et voici un lien vers la page MESSENGER Misson de la NASA.
Nous avons également enregistré un épisode d'Astronomy Cast consacré à Mercure. Écoutez ici, épisode 49: Mercure.
