Es difícil responder definitivamente por qué preguntas sobre los orígenes del sistema solar. Todo lo que podemos hacer es responder en términos de probablemente y tal vez , porque no podemos restablecer el escenario con diferentes variables y ejecutarlo nuevamente.
La respuesta corta es que Mercurio no tiene luna porque el planeta es demasiado pequeño y está demasiado cerca del Sol. Cada planeta tiene una región a su alrededor llamada la esfera Hill , llamada así por el astrónomo estadounidense George William Hill, quien la definió formalmente. La esfera Hill es la región en la que un planeta domina la atracción de los satélites. Para que una luna orbita un planeta, la órbita de la luna debe estar completamente dentro de la esfera de la colina del planeta.
En realidad, es peor que eso. La luna no solo debe permanecer dentro de la esfera Hill de su planeta padre, sino que debe permanecer dentro de una fracción relativamente pequeña del radio Hill. Las lunas que se alejan demasiado del borde de la esfera Hill de sus planetas corren cada vez más riesgo de ser alejadas del planeta por la gravedad del Sol.
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El radio de la esfera Hill de un planeta está dictado por dos cosas: la masa del planeta y la distancia entre el planeta y el Sol. Cuanto más masivo es el planeta, y cuanto más lejos está el planeta del Sol, más grande es su esfera Hill. Los planetas más pequeños y los planetas más cercanos al Sol tienen esferas de colina correspondientemente más pequeñas.
Como puede ver, la esfera de Mercury Hill sufre en ambos aspectos. Mercurio es un planeta de baja masa (menos del 6% de la masa de la Tierra) y está relativamente cerca del Sol (aproximadamente el 39% de la distancia Tierra-Sol, en promedio). Como resultado, su esfera Hill es bastante pequeña. El radio de Hill para Mercurio es de solo unos 175,000 kilómetros, en comparación con el radio de Hill para la Tierra, de aproximadamente 1.5 millones de kilómetros.
Pero aún así … las lunas son mucho más pequeñas que 175,000 kilómetros de diámetro. ¿No sería posible colocar una luna dentro de la modesta esfera Hill de Mercurio?
Hay otro problema: el radio de Roche (llamado así por Édouard Roche, un astrónomo francés). Verá, cuando los cuerpos grandes se acercan entre sí, se estiran mutuamente debido a las influencias de las mareas. Si uno de los cuerpos es mucho más grande que el otro, el cuerpo más pequeño puede romperse en pedazos si se desvía demasiado cerca del cuerpo más grande. La distancia entre dos cuerpos en los que el cuerpo más pequeño corre el riesgo de ser desgarrado es el radio de Roche, o límite de Roche.
(Debe tenerse en cuenta que para satélites muy pequeños, satélites de comunicaciones, satélites meteorológicos, etc., el límite de Roche no se aplica porque estos cuerpos se mantienen unidos por fuerzas distintas de la gravedad. El límite de Roche se aplica solo a los cuerpos donde la gravedad es la fuerza dominante manteniéndolos juntos.)
El límite de Roche varía con las densidades relativas del planeta y la luna, por lo que no es lo mismo para todos los satélites posibles; Sin embargo, es seguro decir que un volumen considerable del espacio orbital elegible alrededor de Mercurio está dentro de su límite de Roche.
Eso deja una región bastante pequeña en la que podría existir una luna alrededor de Mercurio sin (A) alejarse de Mercurio por la gravedad del Sol, o (B) desgarrarse por las fuerzas de las mareas. No digo que sea imposible que se haya formado un satélite dentro de esos límites estrechos, pero obviamente las probabilidades no eran grandes.
