Een natuurlijke satelliet is een hemellichaam dat in een baan om een planeet of een ander hemellichaam draait dat groter is dan hijzelf en dat niet door de mens is gemaakt. Dergelijke objecten worden vaak manen genoemd. De term wordt gewoonlijk gebruikt om niet-kunstmatige satellieten van planeten, dwergplaneten of kleine planeten aan te duiden. Er zijn 240 manen in het zonnestelsel bekend, waarvan 163 rond planeten, vier rond dwergplaneten, en tientallen meer rond kleine lichamen in het zonnestelsel.

De grote gasreuzen hebben uitgebreide systemen van natuurlijke satellieten, waaronder een half dozijn vergelijkbaar in grootte met de maan van de aarde. Van de binnenplaneten hebben Mercurius en Venus helemaal geen maan; de Aarde heeft één grote maan (de Maan); en Mars heeft twee piepkleine manen: Phobos en Deimos. Van de dwergplaneten heeft Ceres geen manen (hoewel veel objecten in de asteroïdengordel er wel een hebben), Eris heeft er een: Dysnomia, en Pluto heeft drie bekende satellieten: Nix, Hydra, en een grote metgezel genaamd Charon. Het Pluto-Charon-systeem is ongewoon in die zin dat het massamiddelpunt in de open ruimte tussen de twee ligt, een kenmerk van een dubbelplaneetsysteem.

De baaneigenschappen en samenstellingen van natuurlijke satellieten verschaffen ons belangrijke informatie over de oorsprong en evolutie van het satellietsysteem. Vooral een systeem van natuurlijke satellieten die rond een gasreus draaien kan worden beschouwd als een miniatuur zonnestelsel dat waardevolle aanwijzingen bevat voor het bestuderen van de vorming van zonnestelsels.

Oorsprong

Natuurlijke satellieten die relatief dicht bij de planeet draaien op prograde banen (regelmatige satellieten) worden over het algemeen verondersteld te zijn gevormd uit hetzelfde instortende gebied van de protoplanetaire schijf dat aanleiding gaf tot zijn primaire. Van onregelmatige satellieten daarentegen (die in het algemeen op verre, schuine, excentrische en/of retrograde banen draaien) wordt aangenomen dat zij gevangen asteroïden zijn die mogelijk door botsingen verder zijn versplinterd. De Aarde-Maan en mogelijk Pluto-Charon systemen zijn uitzonderingen onder de grote hemellichamen in die zin dat zij verondersteld worden te zijn ontstaan door de botsing van twee grote proto-planetaire objecten (zie de reusachtige inslaghypothese). Het materiaal dat in een baan rond het centrale hemellichaam zou zijn gebracht, zou weer zijn vrijgekomen om een of meer manen te vormen. In tegenstelling tot hemellichamen ter grootte van een planeet, worden asteroïdemanen verondersteld gewoonlijk door dit proces te worden gevormd.

Orbitale kenmerken

Tidal locking

De meeste regelmatige natuurlijke satellieten in het zonnestelsel zijn tidally locked aan hun primaries, wat betekent dat één kant van de maan altijd naar de planeet is gekeerd. Uitzonderingen zijn Saturnus’ maan Hyperion, die chaotisch roteert door allerlei invloeden van buitenaf.

De buitenste manen van de gasreuzen (onregelmatige satellieten) staan daarentegen te ver weg om ‘locked’ te worden. Zo hebben Jupiters maan Himalia, Saturnus’ maan Phoebe en Neptunus’ Nereïde een rotatieperiode in de orde van tien uur, vergeleken met hun omlooptijden van honderden dagen.

Satellieten van satellieten

Er zijn geen “manen van manen” bekend (natuurlijke satellieten die om de natuurlijke satelliet van een ander lichaam draaien). Het is onzeker of dergelijke objecten op lange termijn stabiel kunnen zijn. In de meeste gevallen maken de getijde-effecten van hun primaire hemellichamen zo’n systeem onstabiel; de zwaartekracht van andere nabije hemellichamen (met name de primaire) zou de baan van de maan van de maan verstoren totdat deze afbrak of insloeg op zijn primaire hemellichaam. In theorie zou een secundaire satelliet in de heuvelsfeer van een primaire satelliet kunnen bestaan, maar daarbuiten zou hij verloren gaan door de grotere zwaartekracht van de planeet (of een ander voorwerp) waar de primaire satelliet omheen draait. De Maan draait bijvoorbeeld om de Aarde omdat de Maan 370.000 km van de Aarde staat, ruim binnen de Heuvelbol van de Aarde, die een straal heeft van 1,5 miljoen km (0,01 AE of 235 Aardstralen). Als een voorwerp ter grootte van de Maan buiten de heuvelsfeer van de Aarde zou draaien, zou het spoedig door de Zon worden ingevangen en een dwergplaneet worden in een baan om de Aarde.

Trojaanse satellieten

Van twee manen is bekend dat ze kleine metgezellen hebben op hun L4 en L5 Lagrangiaanse punten, die ongeveer zestig graden voor en achter het hemellichaam in zijn baan liggen. Deze metgezellen worden Trojaanse manen genoemd, omdat hun posities vergelijkbaar zijn met de posities van de Trojaanse asteroïden ten opzichte van Jupiter. Zulke objecten zijn Telesto en Calypso, die respectievelijk de leidende en volgende begeleiders zijn van Tethys; en Helene en Polydeuces, die de leidende en volgende begeleiders zijn van Dione.

Asteroïde satellieten

De ontdekking van 243 Ida’s maan Dactyl in het begin van de jaren negentig bevestigt dat sommige asteroïden ook manen hebben. Sommige, zoals 90 Antiope, zijn dubbele asteroïden met twee even grote componenten. De asteroïde 87 Sylvia heeft twee manen.

Natuurlijke satellieten van het zonnestelsel

De grootste natuurlijke satellieten in het zonnestelsel (die groter zijn dan ongeveer 3000 kilometer in doorsnee) zijn de maan van de Aarde, de Galileïsche manen van Jupiter (Io, Europa, Ganymedes, en Callisto), Saturnus’ maan Titan, en Neptunus’ gevangen maan Triton. Voor kleinere manen zie de artikelen over de betreffende planeet. Naast de manen van de verschillende planeten zijn er ook meer dan 80 manen bekend van de dwergplaneten, asteroïden en andere kleine lichamen in het zonnestelsel. Sommige studies schatten dat tot 15 procent van alle trans-Neptunische objecten satellieten zouden kunnen hebben.

Hieronder staat een vergelijkende tabel die de manen van het zonnestelsel classificeert naar diameter. In de rechterkolom zijn ter vergelijking enkele opvallende planeten, dwergplaneten, planetoïden en trans-Neptunische objecten opgenomen.

Gemiddelde diameter (km)	Satellieten van planeten						Dwergplaneetsatellieten		Satellieten van SSB’s	Niet-satellieten ter vergelijking
	Aarde	Mars	Jupiter	Saturnus	Uranus	Neptunus	Pluto	Eris
6000-7000									Mars
5000-6000			Ganymedes	Titan
4000-5000			Callisto						Mercury
3000-4000	De maan		Io Europa
2000-3000						Triton				Eris Pluto
1500-2000				Rhea	Titania Oberon					(136472) 2005 FY9 90377 Sedna
1000-1500				Iapetus Dione Tethys	Umbriel Ariel		Charon			(136108) 2003 EL61 90482 Orcus 50000 Quaoar
500-1000				Enceladus						Ceres 20000 Varuna 28978 Ixion 2 Pallas, 4 Vesta veel meer TNO’s
250-500				Mimas Hyperion	Miranda	Proteus Nereid		Dysnomia	S/2005 (2003 EL61) 1 S/2005 (79360) 1	10 Hygiea 511 Davida 704 Interamnia en vele andere
100-250			Amalthea Himalia Thebe	Phoebe Janus Epimetheus	Sycorax Puck Portia	Larissa Galatea Despina			S/2005 (2003 EL61) 2 veel meer TNO’s	veel
50-100			Elara Pasiphaë	Prometheus Pandora	Caliban Juliet Belinda Cressida Rosalind Desdemona Bianca	Thalassa Halimede Neso Naiad	Nix Hydra		Menoetius S/2000 (90) 1 veel meer TNO’s	veel
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 en vele TNO’s	vele
minder dan 10			ten minste 47	ten minste 21				vele	vele

Terminologie

De eerste bekende natuurlijke satelliet was de Maan (Luna in het Latijn). Tot de ontdekking van de Galileïsche satellieten in 1610 was er echter geen mogelijkheid om dergelijke objecten als een klasse aan te duiden. Galileo koos ervoor om zijn ontdekkingen Planetæ (“planeten”) te noemen, maar latere ontdekkers kozen andere termen om ze te onderscheiden van de objecten waar ze omheen draaiden.

Christiaan Huygens, de ontdekker van Titan, was de eerste die de term maan gebruikte voor dergelijke objecten. Hij noemde Titan Luna Saturni of Luna Saturnia – “Saturnusmaan” of “Saturnusmaan”, omdat deze in dezelfde verhouding tot Saturnus stond als de maan tot de aarde.

Toen er echter meer manen van Saturnus werden ontdekt, werd deze term losgelaten. Giovanni Domenico Cassini noemde zijn ontdekkingen soms planètes in het Frans, maar vaker satellieten, gebruikmakend van een term afgeleid van het Latijnse satelles, dat “bewaker”, “begeleider” of “metgezel” betekent, omdat de satellieten hun primaire planeet vergezelden op hun reis door de hemelen.

De term satelliet werd dus de gebruikelijke om te verwijzen naar een object dat rond een planeet draait, omdat het de dubbelzinnigheid van “maan” vermeed. In 1957 ontstond echter door de lancering van het kunstmatige object Spoetnik een behoefte aan een nieuwe terminologie. De termen kunstmaan of kunstmaan werden zeer snel verlaten ten gunste van de eenvoudiger satelliet, en als gevolg daarvan is de term voornamelijk in verband gebracht met kunstmatige objecten die in de ruimte worden gevlogen – met inbegrip van, soms, zelfs die welke niet in een baan om een planeet zijn.

Als gevolg van deze verschuiving in betekenis heeft de term maan, die in algemene zin gebruikt bleef worden in populair-wetenschappelijke werken en in fictie, weer aanzien gekregen en wordt nu door elkaar gebruikt met satelliet, zelfs in wetenschappelijke artikelen. Wanneer het nodig is zowel de dubbelzinnigheid van verwarring met de maan van de aarde enerzijds, als met kunstmatige satellieten anderzijds te vermijden, wordt de term natuurlijke satelliet gebruikt (waarbij “natuurlijk” wordt gebruikt in een betekenis die tegenovergesteld is aan “kunstmatig”).

De definitie van een maan

Er is enige discussie geweest over de precieze definitie van een maan. Dit debat is veroorzaakt door de aanwezigheid van orbitale systemen waar het verschil in massa tussen het grotere lichaam en zijn satelliet niet zo uitgesproken is als in meer typische systemen. Twee voorbeelden zijn het Pluto-Charon-systeem en het Aarde-Maan-systeem. De aanwezigheid van deze systemen heeft een debat veroorzaakt over waar de grens precies moet worden getrokken tussen een tweelichamensysteem en een hoofdlichaam-satellietsysteem. De meest gangbare definitie berust op de vraag of het zwaartepunt onder het oppervlak van het grotere hemellichaam ligt, hoewel dit onofficieel en enigszins arbitrair is. Aan de andere kant van het spectrum zijn er veel ijsklompen die ringstelsels vormen rond de gasreuzen in het zonnestelsel, en er is geen vast punt om te bepalen wanneer een van deze klompen groot genoeg is om als maan geclassificeerd te worden. De term “maantje” wordt soms gebruikt om te verwijzen naar extreem kleine objecten in een baan rond een groter lichaam, maar ook hier is er geen officiële definitie.

Zie ook

• Zonnestelsel
• Planet
• Maan

Noten

• 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. (eds.). 1999. Het nieuwe zonnestelsel, 4e ed. New York: Cambridge University Press. ISBN 0521645875

Alle links opgehaald op 13 november 2018.

• Manen in ons zonnestelsel – Windows to the Universe, University Corporation for Atmospheric Research
• Planetary Satellite Physical Parameters – NASA Jet Propulsion Laboratory
• Planet and Satellite Names and Discoverers Gazetteer of Planetary Nomenclatuur
• Asteroïden met Satellieten door William Robert Johnston

Mars’ manen
Phobos – Deimos

Asteroïdenmanen
Binaire planetoïden – Lijst van asteroïdenmanen

Natuurlijke satellieten van het Zonnestelsel
		Moons van de Aarde, Mars en de planetoïden

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 Manen van Jupiter Gesorteerd in toenemende afstand tot Jupiter. Tijdelijke namen in cursief. binnenste manen Metis – Adrastea – Amalthea – Thebe Galileïsche manen Io – Europa – Ganymedes – Callisto Themisto Himalia groep Leda – Himalia – Lysithea – Elara – S/2000 J 11 Carpo – S/2003 J 12 Ananke groep kern perifeer Carme groep 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 Pasiphaë-groep Eurydome – S/2003 J 23 – Hegemone – Pasiphaë – Sponde – Cyllene – Megaclite – S/2003 J 4 – Callirrhoe – Sinope – Autonoe – Aoede – Kore S/2003 J 2 Ringen van Jupiter

Monnen van Saturnus

Ringherders

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

Co-orbitalen

Epimetheus – Janus

Binnenste grote en Trojaanse

Mimas – Methone – Pallene – Enceladus – Tethys (trojanen Telesto, Calypso) – Dione (trojans Helene, Polydeuces)

Outer large

Rhea – Titan – Hyperion – Iapetus

Inuit groep

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

Noorse groep

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/2006 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

Gallische groep

Albiorix – Erriapo – Tarvos

Monnen van Uranus

Binnenste

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

Major (sferoïde)

Miranda – Ariel – Umbriel – Titania – Oberon

Outer (onregelmatig)

Francisco – Caliban – Stephano – Trinculo – Sycorax – Margaretha – Prospero – Setebos – Ferdinand

Manen van Neptunus

Naiad – Thalassa – Despina – Galatea – Larissa – Proteus – Triton – Nereïde – Halimede – Sao – Laomedeia – Psamathe – Neso

Manen van Pluto en Eris

Manen van Pluto
Charon – Nix – Hydra
Eris
Dysnomia