آیا قمرهایی وجود دارند که از گاز ساخته شده باشند؟
مشتری یک غول گازی است، اما دارای قمرهای سنگی، از جمله گانیمید (در اینجا نشان داده شده)، بزرگترین قمر منظومه شمسی است. (اعتبار تصویر: جی‌پی‌ال/ناسا/دانشگاه آریزونا)
سیارات منظومه شمسی ما به دو شکل هستند: برخی سنگی و برخی گازی هستند. اما تمام قمرهای منظومه شمسی سنگی هستند، حتی آنهایی که به دور غول‌های گازی می‌چرخند. پس چرا برخی از قمرهای منظومه شمسی از گاز ساخته نشده‌اند؟ و آیا قمرهای گازی در هر جای کیهان وجود دارد؟
دلایل بسیار خوبی وجود دارد که چرا هیچ قمر نزدیکی گازی نیست. جاناتان لونین، رئیس دپارتمان نجوم در دانشگاه کرنل گفت، در حالی که ما قمر گازی فراتر از منظومه شمسی خود را پیدا نکرده‌ایم، این قمر می‌تواند در شرایط مناسب وجود داشته باشد:
این شرایط به جرم قمر، دمای اطراف آن و تأثیر نیروهای جزر و مدی بستگی دارد – یعنی کشش گرانشی یک جسم مجاور، مانند سیاره میزبان آن بستگی دارد.
برای نشان دادن اینکه چگونه این شرایط ممکن است بر یک قمر گازی تأثیر بگذارد، تصور کنید که ترکیب سنگی ماه خودمان با هیدروژن خالص جایگزین شده است. لونین گفت که چگالی گاز هیدروژن بسیار کمتر از سنگ است، بنابراین قمر بلافاصله به اندازه زمین رشد می‌کند.
در واقع، اندازه عظیم غول‌های گازی مانند مشتری یکی از دلایلی است که می‌توانند وجود داشته باشند. اگر آنها خیلی کوچک بودند، نیروی گرانش آنقدر قوی نبود که آن عناصر سبک را در کنار هم نگه دارد.
اما اندازه تنها عامل در این بازی نیست. دما نیز هم هست.
لونین به لایو ساینس گفت: بیایید ماه را همانطور که هست به صورت یک سنگ در نظر بگیریم و سپس بیایید یک اتمسفر هیدروژنی در اطراف آن قرار دهیم. ما می‌دانیم که اتمسفر هیدروژنی به سرعت به دلیل اثرات حرارتی فرار می‌کند. به عبارت دیگر، گرمای خورشید باعث تبخیر هیدروژن می‌شود.
لونین گفت: «و بنابراین چیزی که به من می‌گوید این است که یک قمر زمین کاملاً هیدروژنی در فاصله زمین از خورشید پایدار نخواهد بود. او افزود که این شرایط حتی تا دور مدار پلوتو نیز صادق است.
اما حتی اگر قمر گازی خیالی ما به اندازه زمین بود و دمای اطراف آن بسیار سرد بود، سیاره میزبانش احتمالاً آن را از هم جدا می‌کرد.
لونین گفت: “به یاد داشته باشید که قمر زمین در معرض نیروهای جزر و مدی زمین است.” “بنابراین در واقع یک کره نیست. کمی بیرون کشیده شده است، اما گسسته نمی‌شود زیرا دارای مقداری استحکام مادی است.”
این در مورد قمره گازی فرضی صدق نمی‌کند. لونین گفت: «از آنجایی که گاز بوده و جامد نیست – حتی اگر خیلی سرد باشد – اگر به دور چیز دیگری بچرخد، به طور جزر و مدی جدا می‌شود و در اثر جزر و مد از هم می‌شکند.»
بنابراین چگونه یک قمر گازی ممکن است وجود داشته باشد؟ منظومه قمر-سیاره باید یا بسیار دور و سرد یا بسیار بزرگ باشد.
لونین گفت: “اگر به اندازه قمر ما باشد، در هر جایی از منظومه شمسی ما، درست کار نخواهد کرد.” اگر می‌خواهید چیزی فوق‌العاده بزرگ بسازید، مانند نپتون در اطراف مشتری، مطمئناً می‌توانید این کار را انجام دهید.»
در آن صورت، نیروهای گرانشی که این اجسام عظیم را در کنار هم نگه می‌دارند، احتمالاً نیروهای جزر و مدی را از نابودی قمر به اندازه نپتون باز می‌دارند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Are there any moons that are made of gas?
By Ashley Hamer
https://www.space.com/do-gaseous-moons-exist