الأقمار والحلقات من بين الأجسام الأكثر روعة في نظامنا الشمسي. قبل سباق الفضاء في الستينيات ، كان الفلكيون يعرفون أن الأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون كان لها أقمار. في ذلك الوقت ، كان من المعروف أن زحل فقط لديه حلقات. مع ظهور تلسكوبات أفضل ومجسات فضائية يمكن أن تطير إلى عوالم بعيدة ، بدأ العلماء في اكتشاف المزيد من الأقمار والحلقات. تُصنف الأقمار والخواتم عادةً على أنها "أقمار طبيعية" تدور حول عوالم أخرى.
بالنسبة لمعظم الناس ، فإن الجسم الذي يمكن رؤيته في السماء ليلاً (وأحيانًا خلال النهار) من الأرض هو الالقمر، لكن قمر الأرض هو مجرد واحد من العديد من الأقمار في النظام الشمسي. إنها ليست حتى أكبرها. قمر المشتري جانيميد لديه هذا الشرف. بالإضافة إلى الكواكب التي تدور حول الأقمار ، من المعروف أن ما يقرب من 300 كويكب يمتلك أقمارًا خاصة به.
بالعادة ، تسمى الأجسام التي تدور حول الكواكب والكويكبات الأخرى "أقمار". تدور أقمار الأجسام التي تدور حول الشمس بالفعل. المصطلح التقني هو "الأقمار الصناعية الطبيعية" ، الذي يميزها عن الأقمار الصناعية من صنع الإنسان التي أطلقتها وكالات الفضاء في الفضاء. هناك العشرات من هذه الأقمار الصناعية في جميع أنحاء النظام الشمسي.
أقمار مختلفة لها قصص أصل مختلفة. على سبيل المثال ، يعرف علماء الفلك أن قمر الأرض مصنوع من بقايا تصادم ضخم بين الأرض وجسم بحجم المريخ يسمى ثيا ، والذي حدث مبكرًا في تاريخ النظام الشمسي. ومع ذلك ، يبدو أن أقمار المريخ أسرت الكويكبات.
تتراوح مواد القمر من المواد الصخرية إلى الأجسام الجليدية وخليط من كليهما. قمر الأرض مصنوع من الصخور (معظمها بركاني). أقمار المريخ هي نفس مادة الكويكبات الصخرية. أقمار المشتري جليدية إلى حد كبير ، ولكن مع نوى صخرية. الاستثناء هو Io ، وهو عالم صخري تمامًا وبركاني للغاية.
غالبًا ما تكون أقمار زحل جليدية مع نوى صخرية. أكبر قمره ، تيتان ، صخري في الغالب بسطح جليدي. أقمار أورانوس ونبتون جليدية إلى حد كبير. رفيق بلوتو الثنائي ، شارون ، هو في الغالب صخري مع غطاء ثلجي (كما هو بلوتو). التركيب الدقيق لأقماره الأصغر ، والتي تم التقاطها على الأرجح بعد التصادم ، لا يزال يتم تطويره من قبل العلماء.
الحلقات ، نوع آخر من الأقمار الصناعية الطبيعية ، هي مجموعات من جزيئات الصخور والجليد التي تدور حول المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. تم اكتشاف حلقات المشتري بواسطة فوييجر 1واستكشف فوييجر 2 حلقات أورانوس ونبتون.
كويكب واحد على الأقل ، يدعى تشاريكلو ، لديه خاتم أيضًا. تم اكتشاف حلقة Cariklo من خلال الملاحظات الأرضية. بعض الكواكب ، بما في ذلك زحل ، لها أقمار تدور حول أنظمة الحلقة. تسمى هذه الأقمار أحيانًا "كلاب الراعي" لأنها تعمل على إبقاء جزيئات الحلقة في مكانها.
يمكن أن تكون أنظمة الحلقة واسعة ومكتظة بالسكان ، مثل زحل. أو يمكن أن تكون منتشرة ورقيقة ، مثل تلك الموجودة في المشتري وأورانوس ونبتون وشاريكلو. يبلغ سمك حلقات زحل بضعة كيلومترات فقط ، لكن النظام يمتد من حوالي 67000 كيلومتر من مركز زحل إلى ما يزيد عن 13 مليون كيلومتر في أقصى مدى لها. تتكون حلقات زحل في الغالب من الماء والجليد والغبار. تتكون حلقات المشتري من مادة داكنة متربة. وهي رقيقة وتمتد من 92000 إلى 226000 كيلومترًا خارج مركز الكوكب.
حلقات أورانوس ونبتون أيضًا مظلمة وهشة. إنها تمتد لمسافة عشرات الآلاف من الكيلومترات من كواكبها. يحتوي نبتون على خمس حلقات فقط ، والكويكب البعيد Chariklo لا يحتوي إلا على شريطين ضيقين مكتظين بالسكان من المواد المحيطة به. وراء هذه العوالم ، يشك علماء الكواكب في أن الكويكب 2060 تشيرون لديه زوج من الحلقات ، وكذلك حلقة واحدة حول كوكب قزم Haumea في حزام كويبر. فقط الوقت والملاحظات تؤكد وجودها.
عادة ما تكون جزيئات الحلقات ، وهي اللبنات الأساسية للحلقات ، أصغر بكثير من قمر القمر. إنها مصنوعة من الغبار وقطع من الصخور والجليد ، وكلها تكونت في حلقات عملاقة حول عوالمها الأساسية. على سبيل المثال ، يحتوي زحل على ملايين من جزيئات الحلقة ، ولكن فقط القليل من الأقمار الصناعية التي يبدو أنها قمر صناعي. تمتلك Moonlets ما يكفي من قوة الجاذبية لممارسة بعض التأثير على جسيمات الحلقة لإبقائها في الخط أثناء دورانها حول الكوكب.
الآن بعد أن وجد الفلكيون كواكب حول نجوم أخرى ، تسمى الكواكب الخارجية- من المحتمل جدًا أن يكون لدى البعض أقمارًا ، وربما حتى حلقات. ومع ذلك ، قد يكون من الصعب العثور على أنظمة exomoon والحلقة الخارجية هذه ، حيث يصعب تحديد الكواكب نفسها - ناهيك عن أقمارها وحلقاتها المحتملة - بسبب وهج نجومها. حتى يصمم العلماء تقنية للكشف عن حلقات وأقمار الكواكب البعيدة ، سنستمر في التساؤل عن سر وجودها.