يوجد أكثر من 200 قمر في نظامنا الشمسي. فمعظم الكواكب الرئيسية -باستثناء عطارد والزهرة- لها أقمار. كما أن بلوتو وبعض الكواكب القزمة الأخرى، بالإضافة إلى العديد من الكويكبات، لها أيضا أقمار صغيرة. ويمتلك زحل والمشتري أكبر عدد من الأقمار، حيث تدور العشرات حول كل من الكوكبين العملاقين. بينما يدور حول كوكبنا قمر واحد فقط.
وتأتي 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؟
أسباب وجيهة
يقول جوناثان لونين، رئيس قسم علم الفلك في جامعة كورنيل الأميركية لموقع “لايف ساينس” (Live Science) إن هناك بعض الأسباب الوجيهة لعدم وجود أقمار غازية قريبة.
لكن بينما لم نعثر على أي قمر غازي خارج نظامنا الشمسي، فقد يكون ذلك ممكنا 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 الذي يدور حوله القمر.
ولتوضيح كيف يمكن أن تؤثر هذه الظروف على القمر الغازي، تخيل أن التركيب الصخري لقمرنا قد تم استبداله بهيدروجين نقي. إن غاز الهيدروجين أقل كثافة بكثير من الصخور، لذا على الفور، سينمو القمر إلى حجم الأرض تقريبا. وهذا يعني أن “قمر الغاز” من المحتمل أن يكون بحجم مشابه لكوكبه الأصلي، وبالتالي سيكون من الأنسب تسميته “الكوكب الثنائي”.
قد تكون الكواكب الثنائية الغازية ممكنة، ولكن من المحتمل أن تكون نادرة جدا لأن تكوين الكواكب سيؤدي عادة إلى دمج الكوكبين مع بعضهما، أو انحراف أحدهما عن الآخر. لذلك لم يتم رصد أي قمر غازي حتى الآن.
الحجم الهائل ودرجة الحرارة
في الواقع، فإن الحجم الهائل لعمالقة الغاز مثل المشتري هو أحد أسباب وجودهم. لأنها إذا كانت صغيرة جدا، فلن تكون قوة الجاذبية قوية بما يكفي لتماسك تلك العناصر الخفيفة معا.
تماما مثل الكواكب الغازية، يجب أن يكون قمر الغاز أكبر بكثير من نظرائه الصخريين، لأنه إذا كان صغيرا جدا فلن يكون لديه جاذبية كافية للاحتفاظ بكميات كبيرة من الغازات الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم.
لكن الحجم ليس العامل الوحيد المؤثر، هناك أيضا درجة الحرارة. يقول لونين “لنأخذ القمر كما هو، كصخرة.. ثم دعونا نضع جوا من الهيدروجين حوله. نحن نعلم أن الغلاف الجوي للهيدروجين سوف يفلت بسرعة كبيرة فقط بسبب التأثيرات الحرارية”. قد يتسبب دفء الشمس في تبخر الهيدروجين بعيدا.
ما يخبرنا به ذلك هو أنه في حال كان قمرنا مكونا بالكامل من الهيدروجين فلن يكون مستقرا. ولكن حتى لو كان قمرنا الغازي الخيالي بحجم الأرض وكانت درجة الحرارة المحيطة به شديدة البرودة، فمن المحتمل أن الكوكب المضيف سيمزقه.
يقول لونين، إن قمر الأرض يخضع لقوى المد والجزر من الأرض، لكنه لا يتمزق لأنه يحتوي على بعض القوة المادية المرتبطة به”. ولكن هذا ليس هو الحال مع القمر الغازي الافتراضي. لأنه مكون من غاز وليس مادة صلبة، حتى لو كان الجو باردا جدا، وكان يدور حول شيء آخر، فسيتم تجريده وتمزيقه بسبب المد والجزر.
كيف يمكن أن يكون القمر الغازي ممكنا؟
يجب أن يكون الكوكب المضيف للقمر إما بعيدا جدا وباردا أو كبيرا جدا كي يكون القمر الغازي ممكنا.
وإذا كان حجم القمر الغازي مثل حجم قمرنا، وكان موجودا في أي مكان في نظامنا الشمسي، فلن يعمل بشكل مستقر. ولكن إذا كان القمر الغازي بحجم نبتون تقريبا ويدور حول كوكب المشتري على سبيل المثال، في هذه الحالة، من المرجح أن تمنع قوى الجاذبية التي تربط هذه الأجسام الضخمة معا قوى المد والجزر من تدمير قمر بحجم نبتون. ويمكن أن يكون ذلك مستقرا تماما.
