Un satellite naturale è un oggetto che orbita attorno a un pianeta o a un altro corpo più grande di lui e che non è costruito dall’uomo. Tali oggetti sono spesso chiamati lune. Il termine è normalmente usato per identificare satelliti non artificiali di pianeti, pianeti nani o pianeti minori. Ci sono 240 lune conosciute all’interno del sistema solare, tra cui 163 che orbitano intorno ai pianeti, quattro che orbitano intorno ai pianeti nani, e altre decine che orbitano intorno a piccoli corpi del sistema solare.

I grandi giganti gassosi hanno estesi sistemi di satelliti naturali, tra cui una mezza dozzina di dimensioni comparabili alla luna della Terra. Dei pianeti interni, Mercurio e Venere non hanno alcuna luna; la Terra ha una grande luna (la Luna) e Marte ha due piccole lune: Phobos e Deimos. Tra i pianeti nani, Cerere non ha lune (anche se molti oggetti nella fascia degli asteroidi ne hanno), Eris ne ha una: Dysnomia, e Plutone ha tre satelliti conosciuti: Nix, Hydra e un grande compagno chiamato Caronte. Il sistema Plutone-Caronte è insolito in quanto il centro di massa si trova nello spazio aperto tra i due, una caratteristica di un sistema a doppio pianeta.

Le proprietà orbitali e le composizioni dei satelliti naturali ci forniscono importanti informazioni sull’origine e sull’evoluzione del sistema di satelliti. In particolare un sistema di satelliti naturali che orbitano intorno ad un gigante gassoso può essere considerato come un sistema solare in miniatura che contiene indizi preziosi per lo studio della formazione dei sistemi solari.

Origine

Satelliti naturali che orbitano relativamente vicini al pianeta su orbite prograde (satelliti regolari) sono generalmente ritenuti essersi formati dalla stessa regione di collasso del disco protoplanetario che ha dato origine al primario. Al contrario, i satelliti irregolari (generalmente orbitanti su orbite distanti, inclinate, eccentriche e/o retrograde) si pensa siano asteroidi catturati e forse ulteriormente frammentati da collisioni. I sistemi Terra-Luna e forse Plutone-Caronte sono eccezioni tra i grandi corpi in quanto si ritiene che abbiano avuto origine dalla collisione di due grandi oggetti proto-planetari (vedi l’ipotesi dell’impatto gigante). Il materiale che sarebbe stato messo in orbita attorno al corpo centrale si prevede che si sia riaccreditato per formare una o più lune orbitanti. A differenza dei corpi di dimensioni planetarie, si pensa che le lune degli asteroidi si formino comunemente con questo processo.

Caratteristiche orbitali

Blocco di marea

La maggior parte dei satelliti naturali regolari del sistema solare sono bloccati tidalmente ai loro primari, il che significa che un lato della luna è sempre rivolto verso il pianeta. Le eccezioni includono la luna di Saturno Hyperion, che ruota caoticamente a causa di una varietà di influenze esterne.

Al contrario, le lune esterne dei giganti gassosi (satelliti irregolari) sono troppo lontane per diventare “bloccate”. Per esempio, la luna Himalia di Giove, la luna Febe di Saturno e la Nereide di Nettuno hanno un periodo di rotazione dell’ordine di dieci ore rispetto ai loro periodi orbitali di centinaia di giorni.

Satelliti di satelliti

Non si conoscono “lune di lune” (satelliti naturali che orbitano il satellite naturale di un altro corpo). Non è certo che tali oggetti possano essere stabili a lungo termine. Nella maggior parte dei casi, gli effetti di marea dei loro primari rendono un tale sistema instabile; la gravità di altri oggetti vicini (in particolare il primario) perturberebbe l’orbita della luna della luna fino a che non si stacchi o impatti il suo primario. In teoria, un satellite secondario potrebbe esistere nella sfera Hill di un satellite primario, al di fuori della quale si perderebbe a causa della maggiore attrazione gravitazionale del pianeta (o altro oggetto) che il satellite primario orbita. Per esempio, la Luna orbita intorno alla Terra perché la Luna si trova a 370.000 km dalla Terra, ben all’interno della sfera Hill della Terra, che ha un raggio di 1,5 milioni di km (0,01 AU o 235 raggi terrestri). Se un oggetto delle dimensioni della Luna dovesse orbitare intorno alla Terra al di fuori della sua sfera Hill, verrebbe presto catturato dal Sole e diventerebbe un pianeta nano in un’orbita vicina alla Terra.

Satelliti troiani

Due lune sono note per avere piccoli compagni nei loro punti lagrangiani L4 e L5, che sono circa sessanta gradi davanti e dietro il corpo nella sua orbita. Queste compagne sono chiamate lune troiane, perché le loro posizioni sono paragonabili a quelle degli asteroidi troiani rispetto a Giove. Tali oggetti sono Telesto e Calypso, che sono rispettivamente il primo e il secondo compagno di Teti; e Helene e Polydeuces, che sono il primo e il secondo compagno di Dione.

Satelliti di asteroidi

La scoperta della luna di 243 Ida, Dactyl, nei primi anni ’90 conferma che alcuni asteroidi hanno anche lune. Alcuni, come 90 Antiope, sono asteroidi doppi con due componenti di uguali dimensioni. L’asteroide 87 Sylvia ha due lune.

Satelliti naturali del sistema solare

I satelliti naturali più grandi del sistema solare (quelli più grandi di circa 3.000 chilometri di diametro) sono la luna della Terra, le lune galileiane di Giove (Io, Europa, Ganimede e Callisto), la luna di Saturno Titano e la luna catturata di Nettuno, Tritone. Per le lune più piccole vedi gli articoli sul pianeta appropriato. Oltre alle lune dei vari pianeti ci sono anche oltre 80 lune conosciute dei pianeti nani, asteroidi e altri piccoli corpi del sistema solare. Alcuni studi stimano che fino al 15% di tutti gli oggetti trans-nettuniani potrebbero avere satelliti.

Quella che segue è una tabella comparativa che classifica le lune del sistema solare per diametro. La colonna a destra include alcuni notevoli pianeti, pianeti nani, asteroidi e oggetti trans-nettuniani per il confronto.

Diametro medio (km)	Satelliti di pianeti						Satelliti di pianeti nani		Satelliti di SSB	Non-satelliti per confronto
	Terra	Marte	Giove	Saturn	Urano	Nettuno	Pluto	Eris
6000-7000										Marte
5000-6000			Ganimede	Titan
4000-5000			Callisto						Mercurio
3000-4000	La Luna		Io Europa
2000-3000						Tritone				Eris Plutone
1500-2000				Rhea	Titania Oberon					(136472) 2005 FY9 90377 Sedna
1000-1500				Iapeto Dione Teti	Umbriel Ariel		Charon			(136108) 2003 EL61 90482 Orcus 50000 Quaoar
500-1000				Encelado						Ceres 20000 Varuna 28978 Ixion 2 Pallas, 4 Vesta molti altri TNO
250-500				Mimas Hyperion	Miranda	Proteus Nereid		Dysnomia	S/2005 (2003 EL61) 1 S/2005 (79360) 1	10 Hygiea 511 Davida 704 Interamnia e molti altri
100-250			Amalthea Himalia Thebe	Phoebe Janus Epimetheus	Sycorax Puck Portia	Larissa Galatea Despina		S/2005 (2003 EL61) 2 molti altri TNO	molti
50-100			Elara Pasiphaë	Prometheus Pandora	Caliban Juliet Belinda Cressida Rosalind Desdemona Bianca	Thalassa Halimede Neso Naiad	Nix Hydra		Menoetius S/2000 (90) 1 molti altri TNOs	molti
10-50		Phobos Deimos	Carme Metis Sinope Lysithea Ananke Leda Adrastea	Siarnaq Helene Albiorix Atlas Pan Telesto Paaliaq Calypso Ymir Kiviuq Tarvos Ijiraq Erriapo	Ophelia Cordelia Setebos Prospero Perdita Mab Stephano Cupid Francisco Ferdinand Margaret Trinculo	Sao Laomedeia Psamathe			Linus S/2000 (762) 1 S/2002 (121) 1 Romulus Petit-Prince S/2003 (283) 1 S/2004 (1313) 1 e molti TNO	molti
meno di 10			almeno 47	almeno 21				molti	molti

Terminologia

Il primo satellite naturale conosciuto fu la Luna (Luna in latino). Fino alla scoperta dei satelliti galileiani nel 1610, tuttavia, non c’era la possibilità di riferirsi a tali oggetti come una classe. Galileo scelse di riferirsi alle sue scoperte come Planetæ (“pianeti”), ma gli scopritori successivi scelsero altri termini per distinguerli dagli oggetti che orbitavano.

Christiaan Huygens, lo scopritore di Titano, fu il primo ad usare il termine luna per tali oggetti, chiamando Titano Luna Saturni o Luna Saturnia – “Luna di Saturno” o “La luna di Saturno”, perché stava nello stesso rapporto con Saturno come la Luna con la Terra.

Con la scoperta di altre lune di Saturno, tuttavia, questo termine fu abbandonato. Giovanni Domenico Cassini a volte si riferiva alle sue scoperte come planètes in francese, ma più spesso come satelliti, usando un termine derivato dal latino satelles, che significa “guardia”, “attendente” o “compagno”, perché i satelliti accompagnavano il loro pianeta primario nel loro viaggio attraverso i cieli.

Il termine satellite divenne così quello normale per riferirsi a un oggetto in orbita attorno a un pianeta, poiché evitava l’ambiguità di “luna”. Nel 1957, tuttavia, il lancio dell’oggetto artificiale Sputnik creò la necessità di una nuova terminologia. I termini satellite artificiale o luna artificiale furono molto rapidamente abbandonati in favore del più semplice satellite, e di conseguenza, il termine è venuto ad essere collegato principalmente con gli oggetti artificiali volati nello spazio – compresi, a volte, anche quelli che non sono in orbita intorno a un pianeta.

Come conseguenza di questo cambiamento di significato, il termine luna, che ha continuato ad essere usato in senso generico in opere di scienza popolare e nella narrativa, ha riacquistato rispettabilità ed è ora usato in modo intercambiabile con satellite, anche in articoli scientifici. Quando è necessario evitare sia l’ambiguità della confusione con la luna terrestre da un lato, sia i satelliti artificiali dall’altro, si usa il termine satellite naturale (usando “naturale” in senso contrario a “artificiale”).

La definizione di luna

C’è stato qualche dibattito sulla definizione precisa di luna. Questo dibattito è stato causato dalla presenza di sistemi orbitali in cui la differenza di massa tra il corpo più grande e il suo satellite non sono così pronunciate come in sistemi più tipici. Due esempi sono il sistema Plutone-Charon e il sistema Terra-Luna. La presenza di questi sistemi ha causato un dibattito su dove tracciare precisamente la linea tra un sistema a doppio corpo e un sistema corpo principale-satellite. La definizione più comune si basa sul fatto che il baricentro si trovi o meno sotto la superficie del corpo più grande, anche se questo non è ufficiale e in qualche modo arbitrario. All’altra estremità dello spettro ci sono molti ammassi di ghiaccio/roccia che formano sistemi di anelli intorno ai giganti gassosi del sistema solare, e non c’è un punto fisso per definire quando uno di questi ammassi è abbastanza grande da essere classificato come una luna. Il termine “moonlet” è talvolta usato per riferirsi a oggetti estremamente piccoli in orbita attorno a un corpo più grande, ma ancora una volta non esiste una definizione ufficiale.

Vedi anche

• Sistema solare
• Pianeta
• Luna

Note

• Karttunen, H., et al. (eds.). 2003. Fundamental Astronomy, 4th ed. Helsinki: Springer-Verlag. ISBN 3540001794
• Bakich, Michael E. 2000. The Cambridge Planetary Handbook. New York: Cambridge University Press. ISBN 0521632803
• Beatty, J. Kelly, et al. 1999. Il nuovo sistema solare, 4a ed. New York: Cambridge University Press. ISBN 0521645875

Tutti i link recuperati il 13 novembre 2018.

• Lune nel nostro sistema solare – Windows to the Universe, University Corporation for Atmospheric Research
• Parametri fisici dei satelliti planetari – NASA Jet Propulsion Laboratory
• Nomi di pianeti e satelliti e scopritori Gazetteer of Planetary Nomenclatura
• Asteroidi con satelliti di William Robert Johnston

Lune di Marte
Phobos – Deimos

Lune di asteroidi
Asteroidi binari – Elenco delle lune di asteroidi

Satelliti naturali del sistema solare
		Mooni della Terra, Marte e gli asteroidi

Ananke – Praxidike – Harpalyke – Iocaste – Euanthe – Thyone Euporie – S/2003 J 3 – S/2003 J 18 – Thelxinoe – Helike – Orthosie – S/2003 J 16 – Hermippe – Mneme – S/2003 J 15 Lune di Giove Liste in ordine crescente di distanza da Giove. Nomi temporanei in corsivo. Lune interne Metis – Adrastea – Amalthea – Thebe Lune galiliane Io – Europa – Ganimede – Callisto Themisto Gruppo Himalia Leda – Himalia – Lysithea – Elara – S/2000 J 11 Carpo – S/2003 J 12 Gruppo Ananke core periferico Gruppo Carme S/2003 J 17 – S/2003 J 10 – Pasithee – Chaldene – Arche – Isonoe – Erinome – Kale – Aitne – Taygete – S/2003 J 9 – Carme – S/2003 J 5 – S/2003 J 19 – Kalyke – Eukelade – Kallichore Gruppo Pasiphaë Eurydome – S/2003 J 23 – Hegemone – Pasiphaë – Sponde – Cyllene – Megaclite – S/2003 J 4 – Callirrhoe – Sinope – Autonoe – Aoede – Kore S/2003 J 2 Anelli di Giove

Moni di Saturno

Pastore degli anelli

Pan – Daphnis – Atlas – Prometheus – S/2004 S 6 – S/2004 S 4 – S/2004 S 3 – Pandora

Co-orbitali

Epimeteo – Giano

Grande interno e troiano

Mimas – Metone – Pallene – Encelado – Teti (troiani Telesto, Calypso) – Dione (troiani Helene, Polydeuces)

Grande esterno

Rhea – Titano – Hyperion – Iapeto

Gruppo Inuit

Kiviuq – Ijiraq – Paaliaq – S/2004 S 11 – Siarnaq

Gruppo nordico

Phoebe – Skathi – S/2006 S 8 – S/2004 S 13 – S/2006 S 4 – S/2004 S 19 – Mundilfari – S/2006 S 6 – S/2006 S 1 – S/2004 S 17 – Narvi – S/2004 S 15 – S/2004 S 10 – Suttungr – S/2004 S 12 – S/2004 S 18 – S/2004 S 9 – S/2004 S 14 – S/2004 S 7 – Thrymr – S/2006 S 3 – S/2006 S 7 – S/2006 S 2 – S/2004 S 16 – Ymir – S/2006 S 5 – S/2004 S 8

Gruppo gallico

Albiorix – Erriapo – Tarvos

Moons of Uranus

Inner

Cordelia – Ophelia – Bianca – Cressida – Desdemona – Juliet – Portia – Rosalind – Cupido – Belinda – Perdita – Puck – Mab

Maggiore (sferoide)

Miranda – Ariel – Umbriel – Titania – Oberon

Outero (irregolare)

Francisco – Calibano – Stefano – Trinculo – Sycorax – Margherita – Prospero – Setebos – Ferdinando

Moni di Nettuno

Naiade – Talassa – Despina – Galatea – Larissa – Proteo – Tritone – Nereide – Halimede – Sao – Laomedeia – Psamathe – Neso

Lune di Plutone ed Eris

Lune di Plutone
Charon – Nix – Hydra
Eris
Dysnomia