QUANTE LUNE CI SONO NEL SISTEMA SOLARE?

Send

Per millenni, gli esseri umani hanno fissato il cielo notturno e sono stati tenuti in soggezione dalla Luna. Per molte culture antiche, rappresentava una divinità, e ai suoi cicli era attribuito un significato divino. Al tempo dell'antichità classica e del Medioevo, la Luna era considerata un corpo celeste che orbitava attorno alla Terra, proprio come gli altri pianeti conosciuti del giorno (Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno).

Tuttavia, la nostra comprensione delle lune fu rivoluzionata quando nel 1610, l'astronomo Galileo Galilei puntò il suo telescopio su Giove e notò "quattro stelle erranti" attorno a Giove. Da questo punto in poi, gli astronomi hanno capito che pianeti diversi dalla Terra possono avere le loro 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 piccolo chiarimento. Se stiamo parlando di lune confermate che orbitano attorno a uno qualsiasi dei pianeti del Sistema Solare (cioè quelli che sono coerenti con la definizione adottata dalla IAU nel 2006), allora possiamo dire che ci sono attualmente 173 lune conosciute. Se, tuttavia, apriamo il pavimento a pianeti nani che hanno oggetti in orbita attorno a loro, il numero sale 182.

Tuttavia, nel Sistema solare sono state osservate oltre 200 lune del pianeta minore (a gennaio 2012). Ciò include i 76 oggetti noti nella cintura di asteroidi con satelliti, quattro Giove Trojan, 39 oggetti vicini alla Terra (due con due satelliti ciascuno), 14 attraversatori di Marte e 84 satelliti naturali di oggetti trans-nettuniani. E circa 150 piccoli corpi aggiuntivi sono stati osservati all'interno degli anelli di Saturno. Se includiamo tutti questi, allora possiamo dire che ha il sistema solare 545 satelliti noti.

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 silicata e minerali che si differenziano tra un nucleo metallico e un mantello e una 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 attorno 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 della sua stessa attrazione gravitazionale) per essere afferrati su un oggetto di passaggio o trattenuti su anelli di detriti in orbita che avrebbero potuto coalizzarsi 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 solo un satellite naturale, che conosciamo - il Luna. 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 massiccia, che è abbastanza grande per un satellite. È anche la seconda luna più densa nel 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 (chiamato Theia) circa 4,5 miliardi di anni fa. Questo impatto avrebbe fatto esplodere il materiale da entrambi gli oggetti in orbita, dove alla fine si è accumulato per formare la Luna.

Marte, nel frattempo, ha due lune: Phobos e Deimos. Come la nostra Luna, entrambe le lune marziane sono ordinatamente bloccate su Marte, quindi presentano sempre la stessa faccia sul pianeta. Rispetto alla nostra Luna, hanno un aspetto ruvido e simile ad un asteroide, e anche molto più piccoli. Da qui la teoria prevalente secondo cui un tempo erano asteroidi cacciati dalla cintura principale dalla gravità di Giove e 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 larghezza 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 - Orbite Phobos a una distanza media di soli 9.377 km sopra Marte.

La seconda luna di Marte è Deimos, che prende il nome dalla parola greca per il 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, ad 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 credevamo il La luna era l'unica nel suo genere!

Sistema solare esterno:

Oltre la cintura degli asteroidi (e la linea del gelo), le cose diventano piuttosto diverse. In questa regione del Sistema Solare, ogni pianeta ha un sostanziale sistema di Lune; nel caso di Giove e Saturno, arrivando forse anche a centinaia. Finora sono state confermate in totale 170 lune in orbita attorno ai Pianeti Esterni, mentre diverse centinaia di orbite attorno a corpi minori e asteroidi.

Per la sua immensa dimensione, massa e attrazione gravitazionale, Giove ha il maggior numero di satelliti di qualsiasi pianeta del Sistema Solare. Allo stato attuale, 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 più grandi lune gioviane sono conosciute come Lune Galileiane (dal nome del loro scopritore, Galileo Galilei). Includono: Io, il corpo più vulcanicamente attivo nel nostro Sistema Solare; Europa, che è sospettata di avere un enorme oceano sotterraneo; Ganimede, la luna più grande del nostro Sistema Solare; e Callisto, che si ritiene abbia anche un oceano sotterraneo e presenta alcuni dei materiali di superficie più antichi del Sistema Solare.

Poi c'è il gruppo interno (o gruppo Amalthea), che è composto da quattro piccole lune che hanno un diametro inferiore a 200 km, orbitano a raggi inferiori a 200.000 km e hanno inclinazioni orbitali inferiori a mezzo grado. Questo gruppo comprende le lune di Metis, Adrastea, Amalthea e Tebe. Insieme a un numero di lune interne ancora invisibili, queste lune riempiono e mantengono il debole sistema ad anello di Giove.

Giove ha anche una serie di satelliti irregolari, che sono sostanzialmente più piccoli e hanno orbite più distanti ed eccentriche rispetto agli altri. Queste lune sono suddivise in famiglie che hanno somiglianze in orbita e composizione e si ritiene che siano in gran parte il risultato di collisioni da grandi oggetti che sono stati catturati dalla gravità di Giove.

Simile a Giove, si stima che Saturno abbia almeno 150 lune e lune, ma solo 53 di queste lune hanno ricevuto 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, che vanno da 250 a oltre 5000 km.

Tradizionalmente, la maggior parte delle lune di Saturno hanno preso 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 ultraperiferiche hanno raggi orbitali di milioni di chilometri, periodi orbitali che durano diversi anni e si muovono in orbite retrograde.

Le Grandi Lune interne, che orbitano all'interno dell'E-Ring, includono i satelliti più grandi Mimas Encelado, Teti e Dione. Queste lune sono tutte composte principalmente di ghiaccio d'acqua e si ritiene che si differenzino in un nucleo roccioso, un mantello ghiacciato e una crosta. Le Grandi Lune Esterne, che orbitano al di fuori dell'anello E di Saturno, hanno una composizione simile alle Lune interne, cioè composte principalmente da ghiaccio d'acqua e roccia.

A 5150 km di diametro e 1.350 × 10²⁰ kg in massa, Titano è la più grande luna di Saturno e comprende oltre il 96% della massa in orbita attorno al pianeta. Titano è anche l'unica grande luna ad avere la 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'atmosfera superiore, nonché cristalli di ghiaccio a metano.

La superficie di Titano, che è difficile da osservare a causa della persistente foschia atmosferica, mostra solo alcuni crateri da impatto, prove di crio-vulcani e campi di dune longitudinali apparentemente modellati dai venti di marea. Titano è anche l'unico corpo nel Sistema Solare accanto alla Terra con corpi di liquido sulla sua superficie, sotto forma di laghi metano-etano nelle regioni polari nord e sud di Titano.

Urano ha 27 satelliti noti, 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 × 10¹⁹ kg per Miranda a 1578 km e 3,5 × 10²¹ kg per Titania. Ognuna di queste lune è particolarmente scura, con basso legame e albedos geometrici. Ariel è il più luminoso mentre Umbriel è il più scuro.

Si ritiene che tutte le grandi lune di Urano si siano formate nel disco di accrescimento, che esisteva intorno a Urano per qualche tempo dopo la sua formazione, o derivava dal grande impatto subito da Urano all'inizio della sua storia. Ognuno è composto da quantità approssimativamente uguali di roccia e ghiaccio, ad eccezione di Miranda che è composta principalmente da ghiaccio.

Il componente di ghiaccio può includere ammoniaca e anidride carbonica, mentre si ritiene che il materiale roccioso sia composto da materiale carbonioso, compresi i composti organici (simili agli asteroidi e alle 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 che prendono il nome dalle divinità marine e romane del mare (ad eccezione di S / 2004 N 1, che è 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 - Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 e Proteus - sono quelle che sono più vicine al pianeta e che seguono orbite circolari, progradi che giacciono sul piano equatoriale del pianeta.

Le lune irregolari di Nettuno sono costituite dai satelliti rimanenti del pianeta (incluso Tritone). Seguono generalmente orbite eccentriche inclinate e spesso retrograde lontane da Nettuno. L'unica eccezione è Tritone, che orbita vicino al pianeta, seguendo un'orbita circolare, sebbene retrograda e inclinata.

In ordine di distanza dal pianeta, le lune irregolari sono Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso e Psamathe - un gruppo che comprende sia oggetti progradi che retrogradi. Con l'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 10¹⁷ kg, Tritone è la più grande delle lune di Nettuno e l'unica abbastanza grande da raggiungere un equilibrio idrostatico (cioè di forma sferica). Ad 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 alle continue esplorazioni e ai miglioramenti apportati alla nostra strumentazione, i satelliti vengono scoperti in orbita anche 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 dei satelliti naturali confermati in orbita attorno a Plutone, Eris, Haumea e Makemake. 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 fu identificata per la prima volta nel 1978 dall'astronomo James Christy usando le lastre fotografiche dell'Osservatorio navale degli Stati Uniti (USNO) a Washington, DC. Oltre Charon si trovano le altre quattro lune circumbinary - Styx, Nix, Kerberos e Hydra, rispettivamente.

Nix e Hydra sono stati scoperti contemporaneamente nel 2005 dal team di ricerca di Pluto Companion utilizzando il telescopio spaziale Hubble. Lo stesso team ha scoperto Kerberos nel 2011. Il quinto ed ultimo satellite, Styx, è stato scoperto dalla navicella spaziale New Horizons nel 2012 mentre catturava immagini di Plutone e Caronte.

Charon, Styx e Kerberos sono abbastanza massicci da essere collassati in una forma sferoidale sotto la loro stessa gravità. Nix e Hydra, nel frattempo, hanno una forma oblunga. Il sistema Pluto-Charon è insolito, dal momento che è uno dei pochi sistemi nel Sistema Solare il cui baricentro si trova sopra la superficie del primario. In breve, Plutone e Caronte orbitano a vicenda, facendo sì che alcuni scienziati affermino che si tratta di un "sistema a doppio nano" invece di un pianeta nano e una luna in orbita.

Inoltre, è insolito che ogni corpo sia bloccato in modo ordinato all'altro. Caronte e Plutone presentano sempre la stessa faccia l'uno all'altro; e da qualsiasi posizione su entrambi i 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 suo centro di gravità comune.

Nel 2007, le osservazioni dell'Osservatorio Gemelli su chiazze di idrati di ammoniaca e cristalli d'acqua sulla superficie di Charon hanno suggerito la presenza di crio-geyser attivi. Ciò sembrerebbe indicare che Plutone ha un oceano sotterraneo che è caldo a temperatura 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 intorno a Plutone.

Al secondo posto c'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 di Keck. Hi’iaka, inizialmente soprannominato “Rudolph” dal team Caltech, è stato scoperto il 26 gennaio 2005.

È l'esterno e - a circa 310 km di diametro - il più grande e più luminoso dei due, e orbita attorno ad Haumea in un percorso quasi circolare ogni 49 giorni. Le osservazioni agli infrarossi indicano che la sua superficie è quasi interamente coperta da puro ghiaccio d'acqua cristallino. 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, fu scoperto il 30 giugno 2005 e soprannominato "Blitzen". È un decimo della massa di Hi'iaka e orbita attorno a Haumea in 18 giorni in un'orbita altamente ellittica. Entrambe le lune circondano Haumea è 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, che fu osservata per la prima volta il 10 settembre 2005 - pochi mesi dopo la scoperta di Eris. La luna è stata avvistata da una squadra che utilizzava i telescopi Keck alle Hawaii, che erano impegnati a osservare i quattro TNO più luminosi (Plutone, Makemake, Haumea ed Eris) al momento.

Nell'aprile del 2016, osservazioni usando il Telescopio spaziale Hubble"Wide Field Camera 3 ha rivelato che Makemake aveva un satellite naturale - che era 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 abbia un asse semi-maggiore ad almeno 21.000 km (13.000 mi) da Makemake.

Lune più grandi e più piccole:

Il titolo di luna più grande del Sistema Solare va a Ganimede, che misura 5262,4 chilometri (3270 miglia) di diametro. Questo non solo lo rende più grande della Luna terrestre, ma anche più grande del pianeta Mercurio, sebbene abbia solo 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 in orbita attorno a Giove, misurano circa 1 km (0,6 mi) di diametro.

Una cosa importante da notare quando si discute il numero di lune conosciute nel Sistema Solare è che la parola chiave qui è "conosciuta". Con il passare degli anni, vengono confermati più satelliti e la stragrande maggioranza di quelli che ora conosciamo sono stati scoperti solo negli ultimi decenni. Mentre 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 Space Magazine. 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, controlla la pagina di esplorazione del sistema solare della NASA.

Abbiamo registrato un'intera serie di podcast sul Sistema Solare in Astronomy Cast. Dai un'occhiata qui.

fonti: