اسرار فضا: چرا قمر گازی وجود ندارد؟

طبق توضیحاتی که داده شد، در منظومه شمسی قمرهای گازی نمی‌توانند ازطریق دو فرایند متعارف تولید جهان‌های گازی تشکیل شوند. با‌این‌حال، عجایبی در محله‌ی کیهانی ما وجود دارند که به روش متفاوتی شکل گرفته‌اند.

در مورد زمین، ماه احتمالا از مواد منفجرشده از زمین در پی برخوردی عظیم با پیش‌سیاره‌ای به اندازه مریخ تشکیل شده است. این بقایا حلقه‌ای را تشکیل دادند که ازطریق برافزایش هسته ماه را ایجاد کرد. اما آیا برخورد یک سیاره گازی غول‌پیکر می‌تواند مقدار کافی گاز برای تشکیل قمری گازی را پرتاب کند؟

متاسفانه خیر. جسی کریستینسن از مؤسسهٔ فناوری کالیفرنیا به اسپیس‌دات‌کام گفت، سیاره‌های سنگی می‌توانند چنین برخوردهایی را تجربه کنند، اما زمانی را به خاطر بیاورید که دنباله‌دار شومیکر-لِوی ۹ در سال ۱۹۹۴ به مشتری برخورد کرد و ناپدید شد. غول‌های گازی همه چیز را می‌بلعند. هر چیزی که با غول گازی برخورد کند، به جای پرتاب بقایا به فضا، فقط به بخشی از غول گازی تبدیل می‌شود.

یکی دیگر از موارد عجیب، قمرهای به‌دام‌افتاده هستند. برای مثال، قمرهای مریخ یعنی فوبوس و دیموس در دام گرانش سیاره سرخ افتاده‌اند. بیرونی‌ترین قمر زحل یعنی فوبه جرم دنباله‌دار اسیرشده است و تریتون، قمر نپتون جرمی از کمربند کویپر است که میلیون‌ها سال پیش دراثر گرانش نپتون به دام افتاده است. آن‌ها در اطراف سیاره تشکیل نشدند، بلکه به تنهایی در فضا ایجاد شدند و بعدا سرگردان شدند تا اینکه درنهایت در دام گرانش یک سیاره افتادند.

حال، این سوال ایجاد می‌شود که آیا سیاره گازی کوچک‌تری می‌تواند توسط سیاره گازی بزرگ‌تری اسیر شود؟ هرچه باشد، جهان‌های گازی می‌توانند به اندازه ۱۲ برابر مشتری برسند، بنابراین، در اصل می‌توانند جهانی گازی به اندازه نپتون را به دام بیندازند.

به‌نظر می‌رسد امکان اسیر شدن اجرام گازی کوچک‌تر توسط سیاره‌های گازی بزرگ‌تر وجود داشته باشد. کریستینسن می‌گوید: «ممکن است قمرهای (گازی) به اندازه نپتون در اطراف سیاره‌های فراخورشیدی غول‌پیکر وجود داشته باشد.»

دو قمر فراخورشیدی احتمالی که ابتدای مقاله به آن‌ها اشاره شد (کپلر 1625b-i و 1708b-i) هر دو به خودی خود غول‌های گازی هستند، اما به‌نظر می‌رسد در اصل اقمار غول‌های گازی بزرگ‌تری باشند. کریستینسن می‌گوید: « هر دوی اینها کاندیدا هستند. چیزی را در داده‌ها مشاهده می‌کنیم که با قمر سازگار است، اما پدیده‌های دیگری نیز می‌تواند آن را توضیح دهد.»

با فرض اینکه کپلر 1625b-i قمری واقعی باشد، جرمی ۱۹ برابر زمین (حدود ۶ درصد جرم مشتری) دارد، ازنظر جرم مشابه نپتون است و سیاره‌ای گازی با جرمی ۳۰ برابر جرم زمین و قطری معادل نصف قطر مشتری را همراهی می‌کند. جرم کپلر 1708b-i احتمالا کم‌تر از جرم کپلر 1625b-i است و قطری حدود پنج برابر زمین دارد (حدود نصف قطر کپلر 1625b-i) و دور سیاره‌ای گازی با اندازه‌ای ۴٫۶ برابر مشتری می‌چرخد.