Satélite natural
Definición
Un satélite o luna natural es, en el uso más común, un cuerpo astronómico que orbita un planeta o un planeta menor (oa veces otro cuerpo pequeño del Sistema Solar).
En el Sistema Solar hay seis sistemas satelitales planetarios que contienen 185 satélites naturales conocidos. También se sabe que cuatro planetas enanos incluidos en la IAU tienen satélites naturales: Plutón, Haumea, Makemake y Eris. A partir de octubre de 2016, hay más de 300 planetas menores conocidos por tener lunas.
El sistema Tierra-Luna es único en que la relación de la masa de la Luna a la masa de la Tierra es mucho mayor que la de cualquier otra relación de satélite natural-planeta en el Sistema Solar (aunque hay sistemas de planeta menor con mayores proporciones, especialmente el sistema Plutón-Charon). A 3,474 km (2,158 millas) de ancho, la Luna tiene 0,27 veces el diámetro de la Tierra.
Terminología
El primer satélite natural conocido fue la Luna, pero fue considerado un "planeta" hasta la introducción de Copérnico de De revolutionibus orbium coelestium en 1543. Hasta el descubrimiento de los satélites galileanos en 1610, sin embargo, no hubo oportunidad de referirse a tales objetos como una clase. Galileo eligió referirse a sus descubrimientos como Planetæ ("planetas"), pero los descubridores posteriores eligieron otros términos para distinguirlos de los objetos que orbitaban.
El primero en utilizar el término satélite para describir cuerpos en órbita fue el astrónomo alemán Johannes Kepler en su folleto Narratio de Observatis a se quatuor Iouis satellitibus erronibus ("Narración sobre cuatro satélites de Júpiter observados") en 1610. Derivó el término del La palabra latina satelles , que significa "guardia", "asistente" o "acompañante", porque los satélites acompañaron a su planeta primario en su viaje a través de los cielos.
El término satélite se convirtió en el habitual para referirse a un objeto que orbita un planeta, ya que evitaba la ambigüedad de "luna". En 1957, sin embargo, el lanzamiento del objeto artificial Sputnik creó la necesidad de una nueva terminología. Sputnik fue creado por la Unión Soviética, y fue el primer satélite de la historia. Los términos satélite artificial y luna artificial fueron abandonados rápidamente en favor del satélite más simple , y como consecuencia, el término se ha relacionado principalmente con objetos artificiales volados en el espacio, incluso, algunas veces, incluso aquellos que no están en órbita alrededor de un planeta .
Debido a este cambio en el significado, el término luna , que se siguió utilizando en un sentido genérico en las obras de ciencia popular y en la ficción, ha recuperado la respetabilidad y ahora se usa indistintamente con el satélite natural , incluso en artículos científicos. Cuando es necesario evitar la ambigüedad de la confusión con el satélite natural de la Tierra, la Luna y los satélites naturales de los otros planetas, por un lado, y los satélites artificiales, por el otro, el término satélite natural (utilizando "natural" en un sentido opuesto a "artificial") se usa. Para evitar aún más la ambigüedad, la convención es capitalizar la palabra Luna cuando se refiere al satélite natural de la Tierra, pero no cuando se refiere a otros satélites naturales.
Muchos autores definen "satélite" o "satélite natural" como la órbita de algún planeta o planeta menor, sinónimo de "luna": según esa definición, todos los satélites naturales son lunas, pero la Tierra y otros planetas no son satélites. Algunos autores recientes definen "luna" como "un satélite de un planeta o planeta menor", y "planeta" como "un satélite de una estrella" -estos autores consideran a la Tierra como un "satélite natural del sol".
Definición de luna
No existe un límite inferior establecido para lo que se considera una "luna". Cada cuerpo celeste natural con una órbita identificada alrededor de un planeta del Sistema Solar, algunos de tan solo un kilómetro de diámetro, ha sido considerada una luna, aunque se han llamado objetos de una décima parte de ese tamaño dentro de los anillos de Saturno, que no se han observado directamente. moonlets . Las pequeñas lunas de asteroides (satélites naturales de asteroides), como Dactyl, también se han llamado moonlets.
El límite superior también es vago. Dos cuerpos en órbita a veces se describen como un planeta doble en lugar de primario y satélite. Los asteroides como el 90 Antiope se consideran dobles asteroides, pero no han forzado una definición clara de lo que constituye una luna. Algunos autores consideran que el sistema Plutón-Charon es un planeta doble (enano). La línea divisoria más común en lo que se considera una luna se basa en si el baricentro está debajo de la superficie del cuerpo más grande, aunque esto es algo arbitrario, porque depende tanto de la distancia como de la masa relativa.
Origen y características orbitales
Los satélites que orbitan naturales relativamente cerca del planeta en prograde, órbitas circulares no inclinado ( regulares satélites) generalmente se cree que se formaron a partir de la misma región colapsable del disco protoplanetario que creó su primario. Por el contrario, se piensa que los satélites irregulares (generalmente en órbita en órbitas distantes, inclinadas, excéntricas y / o retrógradas) son asteroides capturados posiblemente más fragmentados por colisiones. La mayoría de los satélites naturales más importantes del Sistema Solar tienen órbitas regulares, mientras que la mayoría de los satélites naturales pequeños tienen órbitas irregulares. La Luna y posiblemente Caron son excepciones entre los cuerpos grandes porque se cree que se originaron por la colisión de dos grandes objetos protoplanetarios (ver la hipótesis del impacto gigante). Se predice que el material que se habría colocado en órbita alrededor del cuerpo central se habría reaccionado de nuevo para formar uno o más satélites naturales en órbita. A diferencia de los cuerpos de tamaño planetario, se cree que las lunas de asteroides se forman comúnmente por este proceso. Tritón es otra excepción; aunque es grande y tiene una órbita circular cercana, su movimiento es retrógrado y se cree que es un planeta enano capturado.
Satélites temporales
La captura de un asteroide desde una órbita heliocéntrica no siempre es permanente. Según las simulaciones, los satélites temporales deberían ser un fenómeno común. El único ejemplo observado es 2006 RH
120 , que fue un satélite temporal de la Tierra durante nueve meses en 2006 y 2007.
120 , que fue un satélite temporal de la Tierra durante nueve meses en 2006 y 2007.
Bloqueo de marea
La mayoría de las lunas regulares (satélites naturales siguiendo órbitas relativamente cercanas y progradas con pequeña inclinación orbital y excentricidad) en el Sistema Solar están bloqueadas por marea a sus respectivas primarias, lo que significa que el mismo lado del satélite natural siempre se enfrenta a su planeta. La única excepción conocida es el satélite natural Hyperion de Saturno, que gira caóticamente debido a la influencia gravitacional de Titán.
Por el contrario, los satélites naturales exteriores de los planetas gigantes (satélites irregulares) están demasiado lejos para haberse bloqueado. Por ejemplo, Himalia de Júpiter, Phoebe de Saturno y Nereida de Neptuno tienen períodos de rotación en el rango de diez horas, mientras que sus períodos orbitales son de cientos de días.
Satélites de satélites
No se conocen actualmente "lunas de lunas" (satélites naturales que orbitan un satélite natural de un planeta) en 2018. En la mayoría de los casos, los efectos de las mareas del planeta harían que tal sistema fuera inestable.
Sin embargo, los cálculos realizados después de la detección reciente de un posible sistema de anillos alrededor de la luna Rhea de Saturno indican que los satélites que orbitan alrededor de Rea podrían tener órbitas estables. Además, se sospecha que los anillos sospechosos son estrechos, un fenómeno normalmente asociado con las lunas de pastor. Sin embargo, las imágenes específicas tomadas por la nave espacial Cassini no detectaron anillos alrededor de Rhea.
También se ha propuesto que la luna Japeto de Saturno tenía un satélite en el pasado; esta es una de varias hipótesis que se han presentado para explicar su cresta ecuatorial.
Satélites troyanos
Se sabe que dos satélites naturales tienen pequeños compañeros en sus puntos lagrangianos L
4 y L
5 , sesenta grados adelante y detrás del cuerpo en su órbita. Estos compañeros se llaman lunas troyanas, ya que sus órbitas son análogas a los asteroides troyanos de Júpiter. Las lunas troyanas son Telesto y Calypso, que son los principales y siguientes compañeros, respectivamente, de la luna de Saturno Tetis; y Helene y Polydeuces, los principales y siguientes compañeros de la luna de Saturno Dione.
4 y L
5 , sesenta grados adelante y detrás del cuerpo en su órbita. Estos compañeros se llaman lunas troyanas, ya que sus órbitas son análogas a los asteroides troyanos de Júpiter. Las lunas troyanas son Telesto y Calypso, que son los principales y siguientes compañeros, respectivamente, de la luna de Saturno Tetis; y Helene y Polydeuces, los principales y siguientes compañeros de la luna de Saturno Dione.
Satélites de asteroides
El descubrimiento de 243 Dactyl por satélite natural de Ida a principios de la década de 1990 confirmó que algunos asteroides tienen satélites naturales; de hecho, 87 Sylvia tiene dos. Algunos, como el 90 Antiope, son asteroides dobles con dos componentes de tamaño comparable.
Forma
La luna de Neptuno Proteus es el satélite natural de forma irregular más grande. Todos los otros satélites naturales conocidos que son al menos del tamaño del Miranda de Urano han caducado en elipsoides redondeados bajo un equilibrio hidrostático, es decir, son "satélites redondos / redondeados". Los satélites naturales más grandes, que están bloqueados por mareas, tienden hacia formas ovoides (parecidas a huevos): se ponen en cuclillas en sus polos y con ejes ecuatoriales más largos en la dirección de sus primarias (sus planetas) que en la dirección de su movimiento. La luna de Saturno, Mimas, por ejemplo, tiene un eje mayor 9% mayor que su eje polar y 5% mayor que su otro eje ecuatorial. Metone, otra de las lunas de Saturno, tiene solo alrededor de 3 km de diámetro y tiene forma visible de huevo. El efecto es menor en los satélites naturales más grandes,
| Nombre | Satélite de | Diferencia en los ejes | |
|---|---|---|---|
| km | % del diámetro medio | ||
| Mimas | Saturno | 33,4 (20,4 / 13,0) | 8.4 (5.1 / 3.3) |
| Enceladus | Saturno | 16.6 | 3.3 |
| Miranda | Urano | 14.2 | 3.0 |
| Tethys | Saturno | 25.8 | 2.4 |
| Io | Júpiter | 29.4 | 0.8 |
| La luna | Tierra | 4.3 | 0.1 |
Actividad geológica
De los diecinueve satélites naturales conocidos en el Sistema Solar que son lo suficientemente grandes como para haber caducado en equilibrio hidrostático, varios siguen siendo geológicamente activos en la actualidad. Io es el cuerpo más activo volcánicamente en el Sistema Solar, mientras que Europa, Encelado, Titán y Tritón exhiben evidencia de actividad tectónica y crioolcanismo. En los primeros tres casos, la actividad geológica está impulsada por el calentamiento de las mareas resultante de tener órbitas excéntricas cerca de sus primarios de planetas gigantes. (Este mecanismo también habría operado en Tritón en el pasado, antes de circular su órbita). Muchos otros satélites naturales, como la Luna de la Tierra, Ganimedes, Tethys y Miranda, muestran evidencia de actividad geológica pasada, como resultado de fuentes de energía como la decaimiento de sus radioisótopos primordiales, mayores excentricidades orbitales pasadas (debido en algunos casos a resonancias orbitales pasadas), o la diferenciación o congelación de sus interiores. Tanto Encelado como Tritón tienen características activas que se parecen a los géiseres, aunque en el caso de Tritón, el calentamiento solar parece proporcionar la energía. Titan y Triton tienen atmósferas significativas; Titan también tiene lagos de hidrocarburos. Se cree que cuatro de los satélites naturales más grandes, Europa, Ganímedes, Calisto y Titán, tienen océanos subsuperficiales de agua líquida, mientras que los pequeños Encelado pueden tener agua líquida subsuperficializada localizada. Titan también tiene lagos de hidrocarburos. Se cree que cuatro de los satélites naturales más grandes, Europa, Ganímedes, Calisto y Titán, tienen océanos subsuperficiales de agua líquida, mientras que los pequeños Encelado pueden tener agua líquida subsuperficializada localizada. Titan también tiene lagos de hidrocarburos. Se cree que cuatro de los satélites naturales más grandes, Europa, Ganímedes, Calisto y Titán, tienen océanos subsuperficiales de agua líquida, mientras que los pequeños Encelado pueden tener agua líquida subsuperficializada localizada.
Satélites naturales del Sistema Solar
De los objetos dentro de nuestro Sistema Solar conocidos por tener satélites naturales, hay 76 en el cinturón de asteroides (cinco con dos cada uno), cuatro troyanos de Júpiter, 39 objetos cercanos a la Tierra (dos con dos satélites cada uno) y 14 atracadores de Marte. También hay 84 satélites naturales conocidos de objetos transneptunianos. Se han observado unos 150 cuerpos pequeños adicionales dentro de los anillos de Saturno, pero solo unos pocos fueron rastreados el tiempo suficiente para establecer órbitas. Los planetas alrededor de otras estrellas también tienen satélites, y aunque se han detectado numerosos candidatos hasta la fecha, ninguno ha sido confirmado.
De los planetas interiores, Mercurio y Venus no tienen satélites naturales; La Tierra tiene un gran satélite natural, conocido como la Luna; y Marte tiene dos diminutos satélites naturales, Phobos y Deimos. Los planetas gigantes tienen extensos sistemas de satélites naturales, incluyendo media docena de tamaño comparable a la Luna de la Tierra: las cuatro lunas galileanas, Titán de Saturno y Tritón de Neptuno. Saturno tiene otros seis satélites naturales de tamaño medio lo suficientemente grandes como para lograr el equilibrio hidrostático, y Urano tiene cinco. Se ha sugerido que algunos satélites potencialmente pueden albergar vida.
Entre los planetas enanos identificados, Ceres no tiene satélites naturales conocidos. Plutón tiene el satélite natural relativamente grande Caronte y cuatro satélites naturales más pequeños; Styx, Nix, Kerberos e Hydra. Haumea tiene dos satélites naturales, y Eris y Makemake tienen uno cada uno. El sistema de Plutón-Charon es inusual en que el centro de masa se encuentra en el espacio abierto entre los dos, una característica a veces asociada con un sistema de doble planeta.
Los siete satélites naturales más grandes del Sistema Solar (los mayores de 2.500 km) son las lunas galileanas de Júpiter (Ganímedes, Calisto, Io y Europa), la luna de Saturno, la luna de la Tierra y el satélite natural capturado de Neptuno, Tritón. Tritón, el más pequeño de estos, tiene más masa que todos los satélites naturales más pequeños juntos. Del mismo modo, en el siguiente grupo de nueve satélites naturales, de entre 1.000 y 1.600 km de diámetro, Titania, Oberón, Rea, Japeto, Caronte, Ariel, Umbriel, Dione y Tetis, el más pequeño, Tetis, tiene más masa que todos los pequeños naturales. satélites juntos. Además de los satélites naturales de los diversos planetas, también hay más de 80 satélites naturales conocidos de los planetas enanos, planetas menores y otros cuerpos pequeños del Sistema Solar.
La siguiente es una tabla comparativa que clasifica los satélites naturales en el Sistema Solar por diámetro. La columna de la derecha incluye algunos planetas notables, planetas enanos, asteroides y objetos transneptunianos para comparar. Los satélites naturales de los planetas llevan el nombre de figuras mitológicas. Estos son predominantemente griegos, a excepción de los satélites naturales de Urano, que llevan el nombre de los personajes de Shakespeare. Los diecinueve cuerpos lo suficientemente masivos como para haber logrado el equilibrio hidrostático están en negrita en la tabla a continuación. Los planetas menores y los satélites sospechosos pero no se ha demostrado que hayan alcanzado un equilibrio hidrostático aparecen en cursiva en la tabla siguiente.
Diámetromedio (km) | Satélites de planetas | Satélites de planetas enanos | Satélites de otros planetas menores | No satélites para la comparación | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tierra | Marte | Júpiter | Saturno | Urano | Neptuno | Plutón | Makemake | Haumea | Eris | |||
| 4,000-6,000 | Ganimedes Callisto | Titán | Mercurio | |||||||||
| 3,000-4,000 | Luna | Io Europa | ||||||||||
| 2,000-3,000 | Tritón | Eris Plutón | ||||||||||
| 1,000-2,000 | Rhea Iapetus Dione Tethys | Titania Oberon Umbriel Ariel | Charon | Makemake Haumea 2007 o 10 , Quaoar | ||||||||
| 500-1,000 | Enceladus | Dysnomia | Sedna , Ceres, Salacia, Orcus, Pallas, Vesta muchos másTNOs | |||||||||
| 250-500 | Mimas Hyperion | Miranda | Proteus Nereid | Hi'iaka | Orcus I Vanth Salacia I Actaea | 10 Hygiea 704 Interamnia 87 Sylvia y muchos otros | ||||||
| 100-250 | Amalthea Himalia Thebe | Phoebe Janus Epimeteo | Sycorax Puck Portia | Larissa Galatea Despina | S / 2015 (136472) 1 | Namaka | S / 2005 (82075) 1 Sila-Nunam I Ceto I Phorcys Patroclus I Menoetius ~ 21 lunas más de NOT | 3 Juno 15760 Albion 5 Astraea 42355 Typhon y muchos otros | ||||
| 50-100 | Elara Pasiphae | Prometheus Pandora | Caliban Juliet Belinda Cressida Rosalind Desdémona Bianca | Thalassa Halimede Neso Naiad | Quaoar I Weywot 90 Antiope I Typhon I Echidna Logos I Zoe 5 lunas más de TNOs | 90 Antiope 58534 Logos 253 Mathilde y muchos otros | ||||||
| 25-50 | Carme Metis Sinope Lysithea Ananke | Siarnaq Helene Albiorix Atlas Pan | Ofelia Cordelia Setebos Prospero Perdita Stephano | Sao Laomedeia Psamathe | Hydra Nix | Kalliope I Linus | 1036 Ganymed 243 Ida y muchos otros | |||||
| 10-25 | Phobos Deimos | Leda Adrastea | Telesto Paaliaq Calypso Ymir Kiviuq Tarvos Ijiraq Erriapus | Mab Cupid Francisco Ferdinand Margaret Trinculo | S / 2004 N 1 | Kerberos Styx | 762 Pulcova I Sylvia I Romulus 624 Hektor I Skamandrios Eugenia I Petit-Prince 121 Hermione I 283 Emma I 1313 Berna I 107 Camilla I | 433 Eros 1313 Berna y muchos otros | ||||
| <10 | 63 lunas | 36 lunas | Sylvia II Remus Ida I Dactyl y muchos otros | muchos | ||||||||
Resumen visual
 |  |  |  |  |  |  |
| Ganimedes (luna de Júpiter) | Titán (luna de Saturno) | Calisto (luna de Júpiter) | Io (luna de Júpiter) | Luna (luna de la Tierra) | Europa (luna de Júpiter) | Tritón (luna de Neptuno) |
 |  |  |  |  |  |  |
| Titania (luna de Urano) | Rea (luna de Saturno) | Oberon (luna de Urano) | Japeto (luna de Saturno) | Caronte (luna de Plutón) | Umbriel (luna de Urano) | Ariel (luna de Urano) |
 |  |  |  |  |  |  |
| Dione (luna de Saturno) | Tetis (luna de Saturno) | Enceladus (luna de Saturno) | Miranda (luna de Urano) | Proteus (luna de Neptuno) | Mimas (luna de Saturno) | Hyperion (luna de Saturno) |
 |  |  |  |  |  |  |
| Phoebe (luna de Saturno) | Janus (luna de Saturno) | Amaltea (luna de Júpiter) | Epimeteo (luna de Saturno) | Thebe (luna de Júpiter) | Prometeo (luna de Saturno) | Pandora (luna de Saturno) |
 |  |  |  |  |  |  |
| Hydra (luna de Plutón) | Helene (luna de Saturno) | Nix (luna de Plutón) | Atlas (luna de Saturno) | Telesto (luna de Saturno) | Calypso (luna de Saturno) | Phobos (luna de Marte) |
 |  |  | ||||
| Deimos (luna de Marte) | Metone (luna de Saturno) | Dactyl (luna de Ida) | ||||
