هل هناك أقمار مصنوعة من الغاز؟
 |
| كوكب المشتري هو عملاق غازي ، لكن لديه أقمار صخرية ، بما في ذلك جانيميد (كما هو موضح هنا) ، أكبر قمر في النظام الشمسي. |
ماذا سيحدث إذا كان قمر الأرض مصنوعًا من الغاز؟
تأتي الكواكب في نظامنا الشمسي في شكلين: بعضها صخري وبعضها غازي. لكن كل الأقمار في نظامنا الشمسي صخرية ، حتى تلك التي تدور حول عمالقة الغاز. فلماذا لا تتكون بعض الأقمار في النظام الشمسي من الغاز؟ وهل هناك أقمار غازية في أي مكان في الكون؟
هناك بعض الأسباب الوجيهة لعدم وجود أقمار قريبة غازية. قال جوناثان لونين ، رئيس قسم علم الفلك في جامعة كورنيل ، إنه بينما لم نعثر على قمر غازي خارج نظامنا الشمسي ، فقد يكون ذلك ممكنًا في ظل الظروف المناسبة.
على وجه التحديد ، سيعتمد ذلك على كتلة القمر ودرجة حرارته المحيطة وتأثير قوى المد والجزر - أي قوة الجاذبية لجسم قريب ، مثل الكوكب المضيف.
لتوضيح كيف يمكن أن تؤثر هذه الظروف على القمر الغازي ، تخيل أن التركيب الصخري لقمرنا قد تم استبداله بهيدروجين نقي . قال لونين إن غاز الهيدروجين أقل كثافة بكثير من الصخور ، لذا على الفور ، سينمو القمر إلى حجم الأرض تقريبًا.
في الواقع ، الحجم الهائل لعمالقة الغاز مثل المشتري هو أحد أسباب وجودهم. إذا كانت صغيرة جدًا ، فلن تكون قوة الجاذبية قوية بما يكفي لتماسك تلك العناصر الخفيفة معًا.
لكن الحجم ليس العامل الوحيد المؤثر ؛ هناك أيضا درجة حرارة.
قال لونين: "لنأخذ القمر كما هو - كصخرة". "ثم دعونا نضع جوًا من الهيدروجين حوله. نحن نعلم أن الغلاف الجوي للهيدروجين سوف يفلت بسرعة كبيرة فقط بسبب التأثيرات الحرارية." بعبارة أخرى ، قد يتسبب دفء الشمس في تبخر الهيدروجين بعيدًا.
قال لونين: "وهذا ما سيخبرني به هو أن قمر الأرض المكون بالكامل من الهيدروجين على مسافة الأرض من الشمس لن يكون مستقرًا". وأضاف أن هذا صحيح حتى فيما يتعلق بمدار بلوتو.
ولكن حتى لو كان قمرنا الغازي الخيالي بحجم الأرض وكانت درجة الحرارة المحيطة به شديدة البرودة ، فمن المحتمل أن الكوكب المضيف لا يزال يمزقه.
قال لونين: "تذكر أن قمر الأرض يخضع لقوى المد والجزر من الأرض". "لذا فهو في الواقع ليس كرة. لقد تم سحبه قليلاً ، لكنه لا يتمزق لأنه يحتوي على بعض القوة المادية المرتبطة به."
هذا ليس هو الحال مع القمر الغازي الافتراضي. وقال لونين: "لأنه غاز وليس مادة صلبة - حتى لو كان الجو باردًا جدًا - إذا كان يدور حول شيء آخر ، فسيتم تجريده وتمزيقه بسبب المد والجزر."
إذن كيف يمكن أن يكون القمر الغازي ممكنًا؟ يجب أن يكون نظام كوكب القمر إما بعيدًا جدًا وباردًا أو كبيرًا جدًا.
قال لونين: "إذا كان حجم القمر لدينا ، في أي مكان في نظامنا الشمسي ، فلن يعمل بشكل صحيح. بعيدًا في أعماق الفضاء بين النجوم؟ هناك ، إنها علامة استفهام". "إذا كنت تريد أن تصنع شيئًا كبيرًا جدًا ، مثل نبتون حول كوكب المشتري ، فبالتأكيد يمكنك فعل ذلك."
في هذه الحالة ، من المرجح أن تمنع قوى الجاذبية التي تربط هذه الأجسام الضخمة معًا قوى المد والجزر من تدمير قمر بحجم نبتون.
قال لونين "يمكن أن يكون ذلك مستقرا تماما".