Un satélite natural es, en el uso más común, un cuerpo astronómico que orbita un planeta , un planeta enano o un pequeño cuerpo del Sistema Solar (o, a veces, otro satélite natural). A los satélites naturales se les conoce coloquialmente como lunas , una derivación de la Luna de la Tierra .
En el Sistema Solar hay seis sistemas de satélites planetarios que contienen en total 284 satélites naturales conocidos. También se sabe que ocho objetos comúnmente considerados planetas enanos por los astrónomos tienen satélites naturales: Orcus , Plutón , Salacia , Haumea , Quaoar , Makemake , Gonggong y Eris . [1] En noviembre de 2021 [update], se sabe que hay otros 442 planetas menores que tienen satélites naturales . [2]
Un planeta suele tener al menos unas 10.000 veces la masa de cualquier satélite natural que lo orbite y, en consecuencia, un diámetro mucho mayor. [3] El sistema Tierra-Luna es una excepción única en el Sistema Solar; Con 3.474 kilómetros (2.158 millas) de diámetro, la Luna tiene 0,273 veces el diámetro de la Tierra y aproximadamente 1 ⁄ 80 de su masa. [4] Las siguientes proporciones más grandes son el sistema Neptuno - Tritón con 0,055 (con una proporción de masa de aproximadamente 1 a 4790), el sistema Saturno - Titán con 0,044 (con la segunda proporción de masa junto al sistema Tierra-Luna, 1 a 4220), el sistema Júpiter – Ganímedes en 0,038 y el sistema Urano – Titania en 0,031. Para la categoría de planetas enanos , Caronte tiene la mayor proporción, siendo 0,52 el diámetro y 12,2% la masa de Plutón .
El primer satélite natural conocido fue la Luna , pero se consideró un "planeta" hasta que Copérnico introdujo De revolutionibus orbium coelestium en 1543. Hasta el descubrimiento de los satélites galileanos en 1610 no hubo oportunidad de referirse a tales objetos como una clase. . Galileo optó por referirse a sus descubrimientos como Planetæ ("planetas"), pero los descubridores posteriores eligieron otros términos para distinguirlos de los objetos que orbitaban. [ cita necesaria ]
El primero en utilizar el término satélite para describir cuerpos en órbita fue el astrónomo alemán Johannes Kepler en su panfleto Narratio de Observatis a se quatuor Iouis satellitibus erronibus ("Narración sobre cuatro satélites de Júpiter observados") en 1610. Derivó el término del latín palabra satelles , que significa "guardia", "asistente" o "compañero", porque los satélites acompañaban a su planeta primario en su viaje por los cielos. [5]
El término satélite pasó así a ser el habitual para referirse a un objeto que orbita alrededor de un planeta, ya que evitaba la ambigüedad de "luna". Sin embargo, en 1957, el lanzamiento del objeto artificial Sputnik creó la necesidad de una nueva terminología. [5] Los términos satélite artificial y luna artificial se abandonaron muy rápidamente en favor del satélite más simple y, como consecuencia, el término se ha relacionado principalmente con objetos artificiales que vuelan en el espacio. [ cita necesaria ]
Debido a este cambio de significado, el término luna , que había seguido utilizándose en sentido genérico en obras de divulgación científica y de ficción, ha recobrado respetabilidad y ahora se utiliza indistintamente con 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 otros planetas, por un lado, y los satélites artificiales, por el otro, se utiliza el término satélite natural (usando "natural" en un sentido opuesto a "artificial"). Para evitar aún más ambigüedades, la convención es escribir con mayúscula la palabra Luna cuando se hace referencia al satélite natural de la Tierra (un nombre propio ), pero no cuando se hace referencia a otros satélites naturales ( sustantivos comunes ).
Muchos autores definen "satélite" o "satélite natural" como algo que orbita 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. [6] [7] [8] Algunos autores recientes definen "luna" como "un satélite de un planeta o planeta menor" y "planeta" como "un satélite de una estrella". satélite del Sol". [9] [10] [11]
No existe un límite inferior establecido sobre lo que se considera una "luna". Todo cuerpo celeste natural con una órbita identificada alrededor de un planeta del Sistema Solar , algunos de ellos tan pequeños como un kilómetro de diámetro, ha sido considerado luna, aunque los objetos de una décima parte de ese tamaño dentro de los anillos de Saturno, que no han sido observados directamente, han sido llamados luna. lunas . Las pequeñas lunas de asteroides (satélites naturales de asteroides), como Dactyl , también han sido llamadas lunas pequeñas. [12]
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 90 Antiope se consideran asteroides dobles, pero no han obligado a una definición clara de lo que constituye una luna. Algunos autores consideran que el sistema Plutón-Caronte es un planeta doble (enano). La línea divisoria más común [ cita necesaria ] sobre 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.
Generalmente se cree que los satélites naturales que orbitan relativamente cerca del planeta en órbitas circulares no inclinadas y progradas ( satélites regulares ) se formaron a partir de la misma región en colapso del disco protoplanetario que creó su primario. [13] [14] Por el contrario, se cree que los satélites irregulares (generalmente orbitando en órbitas distantes, inclinadas , excéntricas y/o retrógradas ) son asteroides capturados posiblemente aún más fragmentados por colisiones. La mayoría de los principales satélites naturales del Sistema Solar tienen órbitas regulares, mientras que la mayoría de los pequeños satélites naturales tienen órbitas irregulares. [15] La Luna y las Lunas de Plutón son excepciones entre los cuerpos grandes, ya que se cree que se originaron a partir de la colisión de dos grandes objetos protoplanetarios en las primeras etapas de la historia del Sistema Solar (ver la hipótesis del impacto gigante ). [16] [17] Se predice que el material que se habría colocado en órbita alrededor del cuerpo central se habrá reacretado para formar uno o más satélites naturales en órbita. A diferencia de los cuerpos de tamaño planetario, se cree que las lunas de asteroides comúnmente se forman mediante este proceso. Tritón es otra excepción; aunque es grande y se encuentra en una órbita circular cerrada, su movimiento es retrógrado y se cree que es un planeta enano capturado .
La captura de un asteroide desde una órbita heliocéntrica no siempre es permanente. Según las simulaciones, los satélites temporales deberían ser un fenómeno común. [18] [19] Los únicos ejemplos observados son 1991 VG , 2006 RH 120 , 2020 CD 3 .
2006 RH 120 fue un satélite temporal de la Tierra durante nueve meses en 2006 y 2007. [20] [21]
La mayoría de las lunas regulares (satélites naturales que siguen órbitas relativamente cercanas y progradas con pequeña inclinación orbital y excentricidad) en el Sistema Solar están fijadas por mareas a sus respectivas primarias, lo que significa que el mismo lado del satélite natural siempre mira hacia su planeta. Este fenómeno se produce por una pérdida de energía debido a las fuerzas de marea que levanta el planeta, frenando la rotación del satélite hasta hacerla insignificante. [22] Se conocen excepciones; una excepción es el satélite natural de Saturno , Hyperion , que gira caóticamente debido a la influencia gravitacional de Titán . Las cuatro pequeñas lunas circumbinarias de Plutón también giran caóticamente debido a la influencia de Caronte. [23]
Por el contrario, los satélites naturales exteriores de los planetas gigantes (satélites irregulares) están demasiado lejos para haber quedado bloqueados. Por ejemplo, Himalia de Júpiter, Febe de Saturno y Nereida de Neptuno tienen períodos de rotación del orden de diez horas, mientras que sus períodos orbitales son de cientos de días.
Actualmente no se conocen "lunas de lunas" ni subsatélites (satélites naturales que orbitan alrededor de un satélite natural de un planeta). En la mayoría de los casos, los efectos de las mareas del planeta harían que dicho sistema fuera inestable.
Sin embargo, los cálculos realizados después de la detección en 2008 [24] de un posible sistema de anillos alrededor de la luna Rea de Saturno indican que los satélites que orbitan alrededor de Rea podrían tener órbitas estables. Además, se cree que los anillos sospechosos son estrechos, [25] un fenómeno normalmente asociado con las lunas pastoras . Sin embargo, las imágenes específicas tomadas por la nave espacial Cassini no lograron detectar anillos alrededor de Rea. [26]
También se ha propuesto que Jápeto , la luna de Saturno , tuvo un satélite en el pasado; ésta es una de varias hipótesis que se han presentado para explicar su cresta ecuatorial . [27]
El análisis de la curva de luz sugiere que el satélite irregular de Saturno, Kiviuq , es extremadamente alargado y probablemente sea una luna binaria de contacto o incluso binaria. [28]
Se sabe que dos satélites naturales tienen pequeños compañeros en sus puntos lagrangianos L 4 y L 5 , sesenta grados por delante y por detrás del cuerpo en su órbita. Estos compañeros se llaman lunas troyanas , ya que sus órbitas son análogas a las de los asteroides troyanos de Júpiter . Las lunas troyanas son Telesto y Calipso , que son las compañeras líder y siguiente, respectivamente, de la luna de Saturno Tetis ; y Helena y Polideuces , los compañeros principales y siguientes de la luna de Saturno Dione .
El descubrimiento del satélite natural Dactyl de 243 Ida a principios de la década de 1990 confirmó que algunos asteroides tienen satélites naturales; de hecho, 87 Sylvia tiene dos. Algunos, como 90 Antiope , son asteroides dobles con dos componentes de tamaño comparable.
Proteo, la luna de Neptuno , es el satélite natural de forma irregular más grande; Se desconocen las formas de la luna de Eris, Dysnomia , y de la luna de Orcus, Vanth . Todos los demás satélites naturales conocidos que tienen al menos el tamaño de Miranda de Urano se han convertido en elipsoides redondeados en equilibrio hidrostático , es decir, son "satélites redondos/redondeados" y, a veces, se clasifican como lunas de masa planetaria . (Se sabe que la densidad de Dysnomia es lo suficientemente alta como para que probablemente también sea un elipsoide sólido). Los satélites naturales más grandes, al estar bloqueados por mareas, tienden a tener formas ovoides (parecidas a huevos): achaparrados en sus polos y con ejes ecuatoriales más largos en el dirección de sus primarios (sus planetas) que en la dirección de su movimiento. Mimas , la luna de Saturno , por ejemplo, tiene un eje mayor un 9% mayor que su eje polar y un 5% mayor que su otro eje ecuatorial. Metone , otra de las lunas de Saturno, tiene sólo unos 3 km de diámetro y visiblemente tiene forma de huevo . El efecto es menor en los satélites naturales más grandes, donde su propia gravedad es mayor en relación con los efectos de la distorsión de las mareas, especialmente aquellos que orbitan alrededor de planetas menos masivos o, como en el caso de la Luna, a mayores distancias.
De los veinte satélites naturales conocidos del Sistema Solar que son lo suficientemente grandes como para ser redondeados gravitacionalmente, varios permanecen geológicamente activos en la actualidad. Io es el cuerpo volcánicamente más activo del Sistema Solar, mientras que Europa , Encelado , Titán y Tritón muestran evidencia de actividad tectónica y criovulcanismo en curso . En los primeros tres casos, la actividad geológica es impulsada por el calentamiento de las mareas resultante de tener órbitas excéntricas cercanas a sus planetas primarios gigantes. (Este mecanismo también habría funcionado en Tritón en el pasado, antes de que su órbita fuera circular .) Muchos otros satélites naturales, como la Luna de la Tierra, Ganímedes , Tetis y Miranda, muestran evidencia de actividad geológica pasada, resultante de fuentes de energía como el desintegración de sus radioisótopos primordiales , mayores excentricidades orbitales pasadas (debidas en algunos casos a resonancias orbitales pasadas ), o la diferenciación o congelación de sus interiores. Tanto Encelado como Tritón tienen características activas que se asemejan a géiseres , aunque en el caso de Tritón la calefacción solar parece proporcionar la energía. Titán y Tritón tienen atmósferas importantes; Titán también tiene lagos de hidrocarburos . También Io y Calisto tienen atmósferas, aunque sean extremadamente delgadas. [29] Se cree que cuatro de los satélites naturales más grandes, Europa, Ganímedes, Calisto y Titán, tienen océanos de agua líquida bajo la superficie, mientras que el más pequeño Encelado puede tener agua líquida bajo la superficie localizada.
.png/1280px-Moons_of_the_Solar_System_To_Scale_(43564841545).png)
Además de los planetas y planetas enanos, los objetos dentro de nuestro Sistema Solar que se sabe que tienen satélites naturales son 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 que cruzan Marte. . [2] También se conocen 84 satélites naturales de objetos transneptunianos . [2] Se han observado unos 150 cuerpos pequeños adicionales dentro de los anillos de Saturno , pero sólo unos pocos fueron rastreados el tiempo suficiente para establecer órbitas. Es probable que los planetas alrededor de otras estrellas también tengan satélites y, aunque hasta la fecha se han detectado numerosos candidatos, ninguno ha sido confirmado todavía.
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 pequeños satélites naturales, Fobos y Deimos . Los planetas gigantes tienen extensos sistemas de satélites naturales, incluida media docena de tamaño comparable a la Luna de la Tierra: las cuatro lunas galileanas , el Titán de Saturno y el Tritón de Neptuno . Saturno tiene seis satélites naturales adicionales de tamaño mediano, lo suficientemente masivos como para haber alcanzado el equilibrio hidrostático , y Urano tiene cinco. Se ha sugerido que algunos satélites podrían albergar vida . [30]
Entre los objetos que los astrónomos generalmente consideran planetas enanos, Ceres y Sedna no tienen satélites naturales conocidos. Plutón tiene el satélite natural relativamente grande Caronte y cuatro satélites naturales más pequeños; Styx , Nix , Kerberos e Hydra . [31] Haumea tiene dos satélites naturales; Orcus , Quaoar , Makemake , Gonggong y Eris tienen uno cada uno. El sistema Plutón-Caronte es inusual porque el centro de masa se encuentra en el espacio abierto entre los dos, una característica a veces asociada con un sistema de dos planetas .
Los siete satélites naturales más grandes del Sistema Solar (los que tienen más de 2.500 km de diámetro) son las lunas galileanas de Júpiter (Ganimedes, Calisto , Ío y Europa ), la luna Titán de Saturno, la luna de la Tierra y el satélite natural capturado de Neptuno, Tritón. Tritón, el más pequeño de ellos, tiene más masa que todos los satélites naturales más pequeños juntos. De manera similar, en el siguiente grupo de nueve satélites naturales de tamaño mediano, entre 1.000 y 1.600 km de diámetro, Titania , Oberón , Rea , Jápeto , Caronte, Ariel , Umbriel , Dione y Tetis, el más pequeño, Tetis, tiene más masa que todos los satélites naturales más pequeños juntos. Además de los satélites naturales de los distintos planetas, también se conocen más de 80 satélites naturales de planetas enanos , planetas menores y otros cuerpos pequeños del Sistema Solar . Algunos estudios estiman que hasta el 15% de todos los objetos transneptunianos podrían tener satélites.
A continuación se muestra una tabla comparativa clasificando los satélites naturales del 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 nombres de personajes mitológicos. Estos son predominantemente griegos, a excepción de los satélites naturales de Urano , que llevan el nombre de personajes de Shakespeare. Los veinte satélites lo suficientemente masivos como para ser redondos están en negrita en la siguiente tabla. Los planetas y satélites menores en los que hay desacuerdo en la literatura sobre redondez están en cursiva en la siguiente tabla.
