Per millenni, gli esseri umani hanno guardato il cielo notturno e sono stati tenuti in soggezione da la luna . Per molte culture antiche rappresentava una divinità e ai suoi cicli veniva attribuito un significato divino. Al tempo dell'antichità classica e del Medioevo, la Luna era considerata un corpo celeste che orbitava intorno alla Terra, proprio come gli altri pianeti conosciuti del giorno (Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno).
Tuttavia, la nostra comprensione delle lune è stata rivoluzionata quando nel 1610 , astronomo Galileo Galilei puntò il suo telescopio su Giove e notò 'quattro stelle erranti' intorno a Giove. Da questo momento in poi, gli astronomi hanno capito che i pianeti diversi dalla Terra possono avere le proprie lune, in alcuni casi diverse dozzine o più. Quindi quante lune ci sono nel sistema solare?
In verità, rispondere a questa domanda richiede prima un po' di chiarimenti. Se parliamo di lune confermate che orbitano attorno a uno qualsiasi dei pianeti del Sistema Solare (cioè quelli che sono coerenti con la definizione adottata dal IAU nel 2006 ), allora possiamo dire che ci sono attualmente173lune conosciute. Se, tuttavia, apriamo il piano ai pianeti nani che hanno oggetti che li orbitano, il numero sale a182.
Le lune, diversi pianeti minori e comete del Sistema Solare, mostrati in scala. Credit: Antonio Ciccolella
Tuttavia, oltre 200 lune di pianeti minori sono stati osservati anche nel Sistema Solare (dal gennaio 2012). Ciò include i 76 oggetti conosciuti nella cintura di asteroidi con satelliti, quattro troiani di Giove, 39 oggetti vicini alla Terra (due con due satelliti ciascuno), 14 attraversatori di Marte e 84 satelliti naturali di oggetti transnettuniani. E circa 150 piccoli corpi aggiuntivi sono stati osservati all'interno degli anelli di Saturno. Se includiamo tutti questi, allora possiamo dire che il Sistema Solare ha545satelliti conosciuti.
Sistema solare interno:
I pianeti del sistema solare interno – Mercurio, Venere, Terra e Marte – sono tutti pianeti terrestri , il che significa che sono composti da roccia silicatica e minerali che si differenziano tra un nucleo metallico e un mantello e crosta di silicato. Per una serie di ragioni, esistono pochi satelliti all'interno di questa regione del Sistema Solare.
Tutto sommato, esistono solo tre satelliti naturali in orbita attorno a corpi planetari nel Sistema Solare Interno: Terra e Marte. Mentre gli scienziati teorizzano che in passato c'erano lune intorno a Mercurio e Venere, si ritiene che queste lune abbiano avuto un impatto sulla superficie molto tempo fa. La ragione di questa scarsità di satelliti ha molto a che fare con l'influenza gravitazionale del Sole.
Sia Mercurio che Venere sono troppo vicini al Sole (e nel caso di Mercurio, troppo deboli in termini di attrazione gravitazionale) per essere stati afferrati da un oggetto in transito o trattenuti da anelli di detriti in orbita che avrebbero potuto fondersi per formare un satellite col tempo. La Terra e Marte sono stati in grado di trattenere i satelliti, ma principalmente perché sono i più esterni dei pianeti interni.
La Terra ha un solo satellite naturale con cui abbiamo familiarità: ilLuna . Con un raggio medio di 1737 km e una massa di 7,3477 x 10²² kg, la Luna è 0,273 volte la dimensione della Terra e 0,0123 come massiccia, che è abbastanza grande per un satellite. È anche la seconda luna più densa del nostro Sistema Solare (dopo Io ), con una densità media di 3,3464 g/cm³.
Diverse teorie sono state proposte per la formazione della Luna. L'ipotesi prevalente oggi è che il sistema Terra-Luna si sia formato a seguito di un impatto tra la proto-Terra appena formata e un oggetto delle dimensioni di Marte (denominato Theia ) circa 4,5 miliardi di anni fa. Questo impatto avrebbe fatto esplodere materiale da entrambi gli oggetti in orbita, dove alla fine si sarebbe accumulato per formare la Luna.
Marte, nel frattempo, ha due lune - Phobos e Deimos . Come la nostra Luna, entrambe le lune marziane sono bloccate in ordine di marea su Marte, quindi presentano sempre la stessa faccia al pianeta. Rispetto alla nostra Luna, hanno un aspetto ruvido e simile a un asteroide, e anche molto più piccolo. Da qui la teoria prevalente che una volta erano asteroidi che sono stati cacciati dal Cintura principale dalla gravità di Giove, e furono poi acquisiti da Marte.
La luna più grande è Phobos, il cui nome deriva dalla parola greca che significa 'paura' (cioè fobia). Phobos misura solo 22,7 km di diametro e ha un'orbita che lo colloca più vicino a Marte che a Deimos. Rispetto alla Luna della Terra, che orbita a una distanza di 384.403 km dal nostro pianeta, Phobos orbita a una distanza media di soli 9.377 km sopra Marte.
Phobos e Deimos, qui fotografati dal Mars Reconnaissance Orbiter. Credito: NASA
La seconda luna di Marte è Deimos, che prende il nome dalla parola greca per panico. È ancora più piccolo, misura solo 12,6 km di diametro ed è anche di forma meno irregolare. La sua orbita lo colloca molto più lontano da Marte, a una distanza di 23.460 km, il che significa che Deimos impiega 30,35 ore per completare un'orbita attorno a Marte.
Queste tre lune sono la somma totale delle lune che si trovano all'interno del Sistema Solare Interno (almeno, secondo la definizione convenzionale). Ma guardando oltre, vediamo che questa è davvero solo la punta dell'iceberg. Pensare che una volta ci credevamoilMoon era l'unico nel suo genere!
Sistema solare esterno:
Oltre la cintura di asteroidi (e Linea Gelo ), le cose diventano molto diverse. In questa regione del Sistema Solare, ogni pianeta ha un consistente sistema di Lune; nel caso di Giove e Saturno, arrivando forse anche a centinaia. Finora, è stato confermato un totale di 170 lune in orbita attorno al Pianeti esterni , mentre diverse altre centinaia orbitano attorno a corpi minori e asteroidi.
A causa delle sue immense dimensioni, massa e attrazione gravitazionale, Giove ha il maggior numero di satelliti di qualsiasi pianeta nel Sistema Solare. Al momento, il sistema gioviano comprende 67 lune conosciute, anche se si stima che possa avere fino a 200 lune e lune (la maggior parte delle quali deve ancora essere confermata e classificata).
Le quattro lune più grandi di Giove sono conosciute come lune galileiane (dal nome del loro scopritore, Galileo Galilei ). Loro includono: Io , il corpo vulcanicamente più attivo del nostro Sistema Solare; Europa , che è sospettato di avere un enorme oceano sotto la superficie; Ganimede , la luna più grande del nostro Sistema Solare; e Callisto , che si pensa abbia anche un oceano sotto la superficie e presenta alcuni dei materiali di superficie più antichi del Sistema Solare.
Illustrazione di Giove e dei satelliti galileiani. Credito: NASA
Poi c'è il Gruppo Interno (o gruppo Amaltea), che è composto da quattro piccole lune che hanno un diametro inferiore a 200 km, orbitano con raggi inferiori a 200.000 km e hanno inclinazioni orbitali inferiori a mezzo grado. Questo gruppo include le lune di metis , Adrastea , Amaltea , e Tebe . Insieme a una serie di lune interne non ancora viste, queste lune riempiono e mantengono il debole sistema di anelli di Giove.
Giove ha anche una schiera di Satelliti Irregolari, che sono sostanzialmente più piccoli e hanno orbite più distanti ed eccentriche degli altri. Queste lune sono suddivise in famiglie che hanno somiglianze nell'orbita e nella composizione e si ritiene che siano in gran parte il risultato di collisioni di oggetti di grandi dimensioni catturati dalla gravità di Giove.
Simile a Giove, si stima che Saturno abbia almeno 150 lune e lune, ma solo 53 di queste lune sono stati dati nomi ufficiali. Di questi, 34 hanno un diametro inferiore a 10 km e altri 14 hanno un diametro compreso tra 10 e 50 km. Tuttavia, alcune delle sue lune interne ed esterne sono piuttosto grandi, da 250 a oltre 5000 km.
Tradizionalmente, la maggior parte delle lune di Saturno prende il nome dai Titani della mitologia greca e sono raggruppate in base alle loro dimensioni, orbite e vicinanza a Saturno. Le lune più interne e le lune regolari hanno tutte piccole inclinazioni orbitali ed eccentricità e orbite prograde. Nel frattempo, le lune irregolari nelle regioni più esterne hanno raggi orbitali di milioni di chilometri, periodi orbitali che durano diversi anni e si muovono in orbite retrograde.
Un collage di Saturno (in basso a sinistra) e alcune delle sue lune: Titano, Encelado, Dione, Rea ed Elena. Credito: NASA/JPL/Istituto di scienze spaziali
Le grandi lune interne, che orbitano all'interno del E anello , include i satelliti più grandi mimi Encelado , Teti , e Dione . Queste lune sono tutte composte principalmente da ghiaccio d'acqua e si ritiene che siano differenziate in un nucleo roccioso e un mantello e una crosta ghiacciati. Le Grandi Lune Esterne, che orbitano al di fuori dell'Anello E di Saturno, sono simili nella composizione alle Lune Interne, cioè composte principalmente da acqua ghiacciata e roccia.
A 5150 km di diametro e 1.350×10ventikg di massa, Titano è la luna più grande di Saturno e comprende oltre il 96% della massa in orbita attorno al pianeta. Titano è anche l'unica grande luna ad avere una propria atmosfera, che è fredda, densa e composta principalmente da azoto con una piccola frazione di metano. Gli scienziati hanno anche notato la presenza di idrocarburi policiclici aromatici nell'alta atmosfera, così come cristalli di ghiaccio di metano .
La superficie di Titano, che è difficile da osservare a causa della persistente foschia atmosferica, mostra solo pochi crateri da impatto, prove di crio-vulcani e campi dunali longitudinali che sono stati apparentemente modellati dai venti di marea. Titano è anche l'unico corpo del Sistema Solare accanto alla Terra con corpi liquidi sulla sua superficie, sotto forma di laghi di metano–etano nelle regioni polari nord e sud di Titano.
Urano ha 27 satelliti conosciuti, che sono divisi nelle categorie di lune più grandi, lune interne e lune irregolari (simili ad altri giganti gassosi). Le lune più grandi di Urano sono, in ordine di grandezza, Miranda , Ariel , Umbriel , Oberon e Titania . Queste lune variano in diametro e massa da 472 km e 6,7 × 1019kg per Miranda a 1578 km e 3,5 × 10ventunokg per Titania. Ognuna di queste lune è particolarmente scura, con basso legame e albedo geometrico. Ariel è il più luminoso mentre Umbriel è il più oscuro.
Un montaggio delle lune di Urano (da sinistra a destra) – Ariel, Credit: NASA
Si ritiene che tutte le grandi lune di Urano si siano formate nel disco di accrescimento, che esisteva intorno a Urano per un po' di tempo dopo la sua formazione, o risultasse dal grande impatto subito da Urano all'inizio della sua storia. Ognuna è composta da quantità approssimativamente uguali di roccia e ghiaccio, ad eccezione di Miranda che è fatta principalmente di ghiaccio.
La componente del ghiaccio può includere ammoniaca e anidride carbonica, mentre si ritiene che il materiale roccioso sia composto da materiale carbonioso , compresi i composti organici (simili ad asteroidi e comete). Si ritiene che le loro composizioni siano differenziate, con un mantello ghiacciato che circonda un nucleo roccioso.
Nettuno ha 14 satelliti conosciuti, tutti tranne uno prendono il nome da divinità greche e romane del mare (ad eccezione di S/2004 N 1 , attualmente senza nome). Queste lune sono divise in due gruppi - le lune regolari e irregolari - in base alla loro orbita e alla vicinanza a Nettuno. Le lune regolari di Nettuno - Naiade , Thalassa , Despina , Galatea , Larissa , S/2004 N 1, e proteo – sono quelli più vicini al pianeta e che seguono orbite circolari, prograde, che giacciono nel piano equatoriale del pianeta.
Le lune irregolari di Nettuno sono costituite dai restanti satelliti del pianeta (incluso Tritone ). In genere seguono orbite inclinate eccentriche e spesso retrograde lontano da Nettuno. L'unica eccezione è Tritone, che orbita vicino al pianeta, seguendo un'orbita circolare, anche se retrograda e inclinata.
Global Color Mosaic of Triton, ripreso da Voyager 2 nel 1989. Crediti: NASA/JPL/USGS
In ordine di distanza dal pianeta, le lune irregolari sono Tritone, Nereide , Halimede, Sao, Laomedeia, Neso e Psamathe – un gruppo che include oggetti sia progradi che retrogradi. Ad eccezione di Tritone e Nereide, le lune irregolari di Nettuno sono simili a quelle di altri pianeti giganti e si ritiene che siano state catturate gravitazionalmente da Nettuno.
Con un diametro medio di circa 2700 km ( mi) e una massa di 214080 ± 520 x 1017kg, Tritone è la più grande delle lune di Nettuno e l'unica abbastanza grande da raggiungere equilibrio idrostatico (cioè è di forma sferica). A una distanza di 354.759 km da Nettuno, si trova anche tra le lune interne ed esterne del pianeta.
Queste lune costituiscono la parte del leone dei satelliti naturali trovati nel Sistema Solare. Tuttavia, grazie alla continua esplorazione e ai miglioramenti apportati alla nostra strumentazione, i satelliti vengono scoperti anche in orbita attorno a corpi minori.
Pianeti nani e altri corpi:
Come già notato, ci sono diversi pianeti nani, TNO e altri corpi nel Sistema Solare che hanno anche le loro lune. Questi consistono principalmente nei satelliti naturali che sono stati confermati in orbita Plutone , Eris , Haumea e Piacerebbe . Con cinque satelliti in orbita, Plutone ha le lune più confermate (sebbene ciò possa cambiare con ulteriori osservazioni).
Il più grande e il più vicino in orbita a Plutone è Caronte. Questa luna è stata identificata per la prima volta nel 1978 dall'astronomo James Christy utilizzando lastre fotografiche dell'Osservatorio navale degli Stati Uniti (USNO) a Washington, DC. Oltre Caronte si trovano le altre quattro lune circumbinarie: Stige , niente , Kerberos , e Idra , rispettivamente.
Un ritratto dall'approccio finale della navicella spaziale New Horizons al sistema Plutone l'11 luglio 2015. Credito: NASA-JHUAPL-SWRI.
Nix e Hydra sono stati scoperti simultaneamente nel 2005 dal Pluto Companion Search Team utilizzando il telescopio spaziale Hubble. Lo stesso team ha scoperto Kerberos nel 2011. Il quinto e ultimo satellite, Styx, è stato scoperto dalla navicella spaziale New Horizons nel 2012 durante l'acquisizione di immagini di Plutone e Caronte.
Caronte, Stige e Kerberos sono tutti abbastanza massicci da essere collassati in una forma sferoide sotto la loro stessa gravità. Nix e Hydra, nel frattempo, sono di forma oblunga. Il sistema Plutone-Caronte è insolito, poiché è uno dei pochi sistemi del Sistema Solare il cui baricentro si trova sopra la superficie del primario. In breve, Plutone e Caronte orbitano l'un l'altro, inducendo alcuni scienziati ad affermare che si tratta di un 'sistema a doppia nana' invece di un pianeta nano e di una luna orbitante.
Inoltre, è insolito in quanto ogni corpo è bloccato in ordine di marea sull'altro. Caronte e Plutone si presentano sempre la stessa faccia; e da qualsiasi posizione su uno dei due corpi, l'altro è sempre nella stessa posizione nel cielo, o sempre oscurato. Ciò significa anche che il periodo di rotazione di ciascuno è uguale al tempo impiegato dall'intero sistema per ruotare attorno al proprio centro di gravità comune.
Nel 2007, le osservazioni del Osservatorio Gemelli di chiazze di idrati di ammoniaca e cristalli d'acqua sulla superficie di Caronte ha suggerito la presenza di criogeyser attivi. Questo sembrerebbe indicare che Plutone ha un oceano sotto la superficie con una temperatura calda e che il nucleo è geologicamente attivo. Si ritiene che le lune di Plutone siano state formate da una collisione tra Plutone e un corpo di dimensioni simili all'inizio della storia del Sistema Solare. La collisione ha rilasciato materiale che si è consolidato nelle lune attorno a Plutone.
Confronto di Plutone con gli altri TNO più grandi e con la Terra (tutto in scala). Credito: NASA/Lexicon
La seconda è Haumea, che ha due lune conosciute - Hi'iaka e Namaka – che prendono il nome dalle figlie della dea hawaiana. Entrambi sono stati scoperti nel 2005 dal team di Brown mentre conduceva osservazioni di Haumea al W.M. Osservatorio Keck. Hi'iaka, inizialmente soprannominato 'Rudolph' dal team Caltech, è stato scoperto il 26 gennaio 2005.
È il più esterno e, con un diametro di circa 310 km, il più grande e luminoso dei due, e orbita intorno ad Haumea in un percorso quasi circolare ogni 49 giorni. Le osservazioni all'infrarosso indicano che la sua superficie è quasi interamente ricoperta da pura acqua cristallina. Per questo motivo, Brown e il suo team hanno ipotizzato che la luna sia un frammento di Haumea che si è rotto durante una collisione.
Namaka, il più piccolo e il più interno dei due, è stato scoperto il 30 giugno 2005 e soprannominato 'Blitzen'. È un decimo della massa di Hi'iaka e orbita Haumea in 18 giorni in un'orbita altamente ellittica. Entrambe le lune circondano Haumea sono orbite altamente eccentriche. Non sono state ancora fatte stime sulla loro massa.
Eris ha una luna chiamata disnomia , che prende il nome dalla figlia di Eris nella mitologia greca, osservata per la prima volta il 10 settembre 2005, pochi mesi dopo la scoperta di Eris. La luna è stata individuata da un team che utilizzava i telescopi Keck alle Hawaii, che all'epoca erano impegnati nell'osservazione dei quattro TNO più luminosi (Plutone, Makemake, Haumea ed Eris).
Concetto artistico del pianeta nano Eris e del suo unico satellite naturale, Dysnomia. Credito: NASA, ESA, Adolph Schaller (per STScI)
Nell'aprile del 2016, le osservazioni utilizzando il Telescopio Spaziale Hubble La Wide Field Camera 3 ha rivelato che Makemake aveva un satellite naturale, che è stato designato S/2015 (136472) 1 (soprannominato MK 2 dal team di scoperta). Si stima che abbia un diametro di 175 km (110 mi) e un semiasse maggiore di almeno 21.000 km (13.000 mi) da Makemake.
Lune più grandi e più piccole:
Il titolo della luna più grande del Sistema Solare va a Ganimede, che misura 5262,4 chilometri (3270 mi) di diametro. Questo non solo lo rende più grande della Luna terrestre, ma anche più grande del pianeta Mercurio, sebbene abbia solo la metà della massa di Mercurio. Per quanto riguarda il satellite più piccolo, questo è un legame tra S/2003 J 9 e S/2003 J 12. Questi due satelliti, entrambi orbitanti attorno a Giove, misurano circa 1 km (0,6 mi) di diametro.
Una cosa importante da notare quando si discute del numero di lune conosciute nel Sistema Solare è che la parola chiave qui è 'conosciuta'. Ogni anno che passa, vengono confermati più satelliti e la stragrande maggioranza di quelli che ora conosciamo è stata scoperta solo negli ultimi decenni. Man mano che i nostri sforzi di esplorazione continuano e i nostri strumenti migliorano, potremmo scoprire che ce ne sono altre centinaia in agguato là fuori!
Abbiamo scritto molti articoli interessanti sulle lune del Sistema Solare qui su Universe Today. ecco Qual è la luna più grande del sistema solare? ? Quali sono i pianeti del sistema solare? , Quante lune ha la Terra? , Quante Lune Ha Marte? , Quante Lune Ha Giove? , Quante lune ha Saturno? , Quante Lune Ha Urano? , Quante Lune Ha Nettuno?
Per ulteriori informazioni, assicurati di controllare Esplorazione del sistema solare della NASA pagina.
Abbiamo registrato un'intera serie di podcast sul Sistema solare al cast di astronomia . Dai un'occhiata qui.
Fonti: