月亮繞著地球運行，被稱為地球的天然衛星，不過它實際上比太陽小了400倍，只是它與地球的距離正好相比太陽與地球的距離也小了400倍，所以在地球上兩者看起來一樣大。然而，如果我們在金星或火星上，則會看到完全不一樣的天空，金星的天空沒有任何的天然衛星，而火星的天空有兩個，只是它們都很小。

火星的兩顆衛星，它們比月球小得多，沒有形成球體，圖源：Shutterstock

如果我們把眼光放到太陽系外部的氣態巨行星上的話，那麼它們的天然衛星會變得相當多，其中木星已知的有95顆天然衛星，土星有146顆，天王星和海王星分別是28顆和16顆。

（註：這個衛星數量的數據來自NASA，行星的天然衛星數量一直在變，國內很多媒體作者採用的數據基本上都是過時的。）

那麼有趣的問題是，為什麼太陽係有一些行星一顆天然衛星都沒有，而有些行星卻擁有如此多的天然衛星呢？

其實目前關於某些行星為何擁有天然衛星，主要有兩種理論：它要不是被行星希爾球內的引力捕獲的，就是與太陽系一起形成的。

首先，眾所周知，物體對附近的其他物體產生引力，物體越大引力越大。

太陽是太陽系中質量最大的天體，佔整個太陽系總質量的99.86%，太陽係受太陽巨大引力的控制，所有行星都在太陽軌道上運行。

一個天體如果想要繞行星運行而不是太陽的話，那麼它必須離行星足夠近，讓行星的引力在抵消太陽引力之後處於主導地位，這樣它才能讓衛星繞自己旋轉。

圖：在p點地球和月球的引力相互抵消

行星讓衛星保持在其軌道上的最大距離就稱為希爾球或希爾半徑（不要和洛希球搞混），這個數值由較大物體和較小物體的質量，以及瞬時距離決定。

在太陽系中，希爾半徑最大的行星是海王星，達到1.16億公里，相當於0.775 天文單位，因為它距離太陽非常遠的同時自身質量還非常大。

而木星雖然是太陽系最大的行星，質量是其它所有行星總和的2.5倍，但是它距離太陽較近，所以它的希爾半徑只有5300萬公里。

值得一提的是，一顆天體經過行星的希爾半徑之內，也不代表它會被捕獲，這裡的關鍵就是速度和角度。

它必須有合適的速度和角度才行，不然它會逃逸或撞擊而不是被捕獲。

由於太陽係是相當空曠的，行星要碰到一顆速度、角度都合適的天然衛星可不容易。

其次，太陽系的行星最初是由一大團圍繞太陽旋轉的氣體形成的，這些氣體在引力下相互作用，彼此聚合，就像最初形成太陽一樣形成更大的天體。

在太陽系內部的四顆行星（水星、金星、地球、火星），因為太靠近太​​陽了，更高的溫度讓它們無法凝集更多氣體，只能保留鐵、矽等熔點較高的元素，所以它們是岩石行星。

有一點要提：靠近恆星的是岩石行星，而遠離恆星的是氣態巨行星，所有的恆星系統都是如此。

當氣態巨行星凝聚的時候，它其實也和恆星形成之後形成繞著它旋轉的行星一樣，物質會繞著行星旋轉，隨著時間推移有一些會變成它們的衛星。

太陽係是宇宙中較為罕見的單星系統－也就是整個系統中只有一顆恆星，這種系統中因為其它天體的質量相較於恆星差距實在太大了，所以跟隨系統一起形成的天然衛星很少。

在太陽系中，目前只有木星和土星的內衛星被認為是在太陽系形成時“自帶的”，判斷​​依據則是那幾顆衛星都非常古老。

太陽系中其餘的天然衛星，包括木星和土星的外衛星，可能都是由其行星引力捕獲的。

因為太陽系內部的岩石行星質量都非常有限，而且距離太陽非常近，所以它們的希爾半徑很小，更難捕獲到天然衛星，這就是為什麼這些岩石行星基本上沒有天然衛星的緣故。

你可能會問，憑什麼水星和金星一顆天然衛星都沒有，地球有一顆，而火星比地球更小，卻有兩顆天然衛星？

圖：這張圖片可以很好的體現火星和木星間的小行星帶

火星的兩顆天然衛星確實被認為是它自己捕獲的，而不是自帶的，之所以它能夠自己捕獲到天然衛星，主要是因為它距離小行星帶很近，有更豐富“自然資源”，但即便如此，它也就捕捉到兩顆。

地球的月亮有完全不同的故事，它太大、太近了，無論是捕獲、還是自帶，以地球的質量都很難得到這樣一顆巨大的天然衛星。

月球起源，圖源：NASA/JPL-Calte

月球的形成被認為是過去有一顆火星大小的天體——被稱為忒伊亞，它撞擊了地球，最終形成了現在的月球。

地球並沒有捕獲到足夠大的能稱為衛星的天體，與地球大小差不多的金星，它距離太陽更近，自然捕獲到天然衛星的可能性就更低了。

而水星更難了，連人類發射的太空船都很難變成它的衛星，因為它離太陽更近，自身的質量又小。