نظام قمري

تتكون الأقراص المزودة حول الكواكب بشكل مشابه للأقراص المزودة المتكونة حول النجوم، والتي تنشأ منها الكواكب (على سبيل المثال، تعتبر هذه واحدة من نظريات تشكل الأنظمة القمرية الخاصة بكوكب أورانوس، وزحل، والمشتري). تعرف هذه السحابة الغازية التي تأخذ شكل قرص يحيط بالكوكب بالقرص القمري الأولي. تطابقت النماذج العلمية الموضوعة للغازات أثناء تشكل الكواكب مع القاعدة العامة للنسبة بين كتلة الكوكب إلى كتلة أقماره والتي تبلغ 1:10000 (والاستثناء المعروف لهذه القاعدة هو كوكب نبتون).[4] طُرحت نظرية الأقراص المزودة أيضًا ضمن النظريات المُفسرة لتكون نظام الأرض-القمر، ولكن لا يمكن تفسير الزخم الزاوي لهذا النظام واللب القمري الحديدي الصغير باستخدام هذه النظرية.[5]

طُرحت آلية جديدة لتشكل الأنظمة القمرية عن طريق تراكم المواد من البقايا الحطامية. وضع العلماء نظرية تقترح أن الأقمار الغاليلية يُعتقد أن تكون أقمار متكونة حديثًا من بقايا تحطم أقمار أخرى قديمة تكونت بفعل تراكم المواد من الأقراص المزودة. تعتبر الحلقات الكوكبية أحد أنواع الأقراص المحيطة بالكوكب والتي يمكن أن تنتج عن تحطم الأقمار بالقرب من حد روش. يمكن لهذه الأقراص أن تلتحم مع الوقت لتشكر أقمارًا طبيعية.

تعتبر نظرية الاصطدام إحدى النظريات الرائدة لتفسير تشكل الأنظمة القمرية، تحديدًا الخاصة بالأرض وبلوتو. يمكن للأجرام في هذه الأنظمة أن يكون لها أصل اصطدامي مشترك. ويمكن التحقق من هذا عن طريق مقارنة عناصرهم المدارية والتركيب الخاص بهم. اُستخدمت المحاكاة الحاسوبية لبيان أن الاصطدامات العملاقة قد تكون هي المتسببة في تشكل قمر الأرض. من المعتقد أن الأرض في فتراتها المبكرة حظيت بعدة أقمار نتيجة الاصطدام العملاق. استُخدمت نماذج محاكاة مُشابهة لتفسير تشكل النظام البلوتوني بالإضافة إلى الأنظمة الخاصة بأجرام وكويكبات حزام كايبر. تعتبر هذه النظرية أيضًا هي النظرية السائدة لأصل أقمار المريخ. دعمت بعض النتائج صحة أن القمر فوبوس تكون من المواد التي انطلقت من المريخ بعد اصطدام عنيف ثم تراكمت والتحمت ببعضها مرة أخرى في المدار المريخي. يمكن أيضًا لهذه النظرية أن تفسر بعض الشذوذ القائم بالنظام الأوراني«الخاص بأورانوس».[6][7] دعمت النماذج العلمية الموضوعة في 2018 والتي تفسر الدوران غير المعتاد لكوكب أورانوس صحة حدوث اصطدام مائل بجرم يبلغ حجمه ضعف حجم الأرض والذي من الممكن أن تكون التحمت بقايا حطامه مكونةً الأقمار الثلجية التابعة للكوكب.[8]

تقترح بعض النظريات أن أصل أقمار المريخ، والقمر تريتون أكبر أقمار نبتون، والقمر فوبي التابع لزحل يرجع إلى الإمساك بالجاذبية.[9][10] طرح بعض العلماء فكرة أن الأغلفة الجوية الواسعة حول الكواكب الصغيرة يمكن أن تعمل باعتبارها وسيلة لإبطاء حركة الأجسام العابرة بالكوكب لتساعد في عملية الإمساك. طُرحت هذه الفرضية لتفسير شذوذ مدارات بعض أقمار زحل والمشتري. أحد الدلائل على صحة هذه النظرية هي المدارات العكسية، والتي تنتج عندما يقترب الجرم للكوكب من اتجاه الجانب الذي يدور إليه هذا الكوكب. طُرحت هذه النطرية أيضًا لتفسير أصل قمر الأرض. ولكن لا يمكن تفسير تطابق معدلات النظائر الكيميائية في العينات الأرضية والقمرية باستخدام هذه النظرية بسهولة.[11]

وُجدت بعض الأدلة على الإمساك الطبيعي للأقمار بالمشاهدة المباشرة لبعض الأجرام التي أُمسكت بفعل جاذبية المشتري. رُصدت خمس عمليات إمساك بالجاذبية خاصة بالمشتري، استمرت أطولها لمدة بلغت 12 عامًا. سيبدأ الإمساك بالمذنب «111P/Helin-Roman-Crockett» في عام 2068 وفقًا للتنبؤات القائمة على النمذجة الحاسوبية.[12][13] ومع ذلك، تعتبر المدارات الخاصة بهذه الأقمار المؤقتة غير منتظمة وغير مستقرة بشكل كبير، وربما تكون عمليات الإمساك المستقرة نادرةً بصورة استثنائية.

اقترحت بعض النظريات المبكرة والمثيرة للجدل أن الأقمار لم تتكون بشكل طبيعي على الإطلاق، مثل نظرية السفينة الفضائية القمرية، وفرضية «فوبوس الأجوف» التي وضعها العالم الفلكي «شيكلوفسكي». تخالف هذه النظريات المبدأ الفلسفي المعروف بـ«نصل أوكام». بالرغم من أن وجود الأقمار الاصطناعية أصبح شيئًا عاديًا الآن، فيبلغ حجم أكبرها وهي محطة الفضاء الدولية 108.5 متر عند أعرض نقطة، وهذا يجعلها بالغة الضآلة إذا ما قورنت بأصغر الأقمار الطبيعية التي تمتد أحجامها إلى عدة كيلومترات.