آیا قمری از جنس گاز وجود دارد؟

قمرهای منظومه شمسی از جنس سنگ هستند اما ممکن است در شرایط مناسب، وجود قمرهای گازی هم ممکن باشد.

سیارات منظومه شمسی ما به دو شکل هستند؛ برخی سنگی و برخی گازی اما همه قمرهای منظومه شمسی ما سنگی هستند؛ حتی قمرهایی که به دور غول‌های گازی می‌چرخند. چرا برخی از قمرهای منظومه شمسی از گاز ساخته نشده‌اند؟ آیا قمرهای گازی در بقیه نواحی کیهان وجود دارند؟

دلایل بسیار خوبی وجود دارد که چرا هیچ قمر نزدیکی، از جنس گاز نیست. "جاناتان لونین"(Jonathan Lunine)، رئیس بخش نجوم "دانشگاه کرنل"(Cornell University) گفت: اگرچه ما هیچ قمر گازی فراتر از منظومه شمسی خود پیدا نکرده‌ایم اما این امر می‌تواند در شرایط مناسب امکان‌پذیر باشد.

این موضوع به طور ویژه به جرم قمر، دمای اطراف آن و تأثیر نیروهای جزر و مدی بستگی دارد؛ یعنی کشش گرانشی یک جرم مجاور مانند سیاره میزبان آن.

برای درک اینکه چگونه این شرایط ممکن است بر یک قمر گازی تأثیر بگذارد، تصور کنید که ترکیب سنگی ماه منظومه شمسی با هیدروژن خالص جایگزین شده است. لونین گفت: چگالی گاز هیدروژن بسیار کمتر از سنگ است. بنابراین، ماه فورا به اندازه زمین رشد می‌کند.

در واقع، اندازه قابل توجه غول‌های گازی مانند مشتری، یکی از دلایل وجود آنها است. اگر آنها خیلی کوچک بودند، نیروی گرانش آن قدر قوی نبود که این عناصر سبک را در کنار هم نگه دارد.
در هر حال، اندازه تنها عامل نیست. دما هم در این میان موثر است.

لونین ادامه داد: بیایید ماه را همان گونه که هست، در نظر بگیریم؛ یعنی به عنوان یک سنگ. حال بیایید یک جو هیدروژنی را در اطراف آن قرار دهیم. ما می‌دانیم که جو هیدروژنی به دلیل اثرات حرارتی، به سرعت فرار می‌کند. به عبارت دیگر، گرمای خورشید به تبخیر هیدروژن منجر می‌شود.

وی افزود: آنچه مشخص می‌شود، این است که یک قمر کاملا هیدروژنی در فاصله زمین از خورشید پایدار نخواهد بود. این موضوع حتی در مورد مدار پلوتو نیز صدق می‌کند.

حتی اگر قمر گازی خیالی ما به اندازه زمین باشد و دمای اطراف آن بسیار سرد باشد، سیاره میزبانش احتمالا آن را تجزیه می‌کند.

لونین گفت: به یاد داشته باشید که ماه زمین در معرض نیروهای جزر و مدی از سوی زمین است اما از بین نمی‌رود زیرا کمی استحکام ماده مرتبط با آن را دارد.

وی افزود: این امر در مورد ماه گازی فرضی صدق نمی‌کند چون گاز است و جامد نیست. حتی اگر ماه گازی خیلی سرد باشد و به دور چیز دیگری بچرخد، از بین می‌رود و در اثر جزر و مد از هم می‌پاشد.

بنابراین چگونه ممکن است یک ماه گازی وجود داشته باشد؟ منظومه ماه و سیاره باید یا بسیار دور و سرد باشد یا بسیار بزرگ.

اگر این ماه به اندازه ماه منظومه ما باشد، در هر نقطه از منظومه درست کار نخواهد کرد. لونین گفت: اگر می‌خواهید چیزی فوق‌العاده بزرگ مانند نپتون در اطراف مشتری در نظر بگیرید، مطمئن باشید که می‌توانید این کار را انجام دهید. در آن صورت، نیروهای گرانشی که این اجرام بزرگ را در کنار هم نگه می‌دارند، احتمالا نیروهای جزر و مدی را از نابودی قمری به اندازه نپتون باز خواهند داشت.