Satélite natural

Un satélite natural es, en el uso más común, un cuerpo astronómico que orbita un planeta, un planeta enano o un cuerpo pequeño del Sistema Solar (o, a veces, otro satélite natural). Los satélites naturales a menudo se denominan coloquialmente lunas, una derivación de la Luna de la Tierra.

En el Sistema Solar, hay seis sistemas de satélites planetarios que contienen 207 satélites naturales conocidos en total. También se sabe que siete objetos comúnmente considerados planetas enanos por los astrónomos tienen satélites naturales: Orcus, Pluto, Haumea, Quaoar, Makemake, Gonggong y Eris. A partir de noviembre de 2021, hay otros 442 planetas menores que se sabe que tienen satélites naturales.

Un planeta suele tener al menos unas 10.000 veces la masa de cualquier satélite natural que lo orbite, con un diámetro correspondientemente mucho mayor. El sistema Tierra-Luna es una excepción única en el Sistema Solar; Con 3.474 km (2.158 millas) de diámetro, la Luna tiene 0,273 veces el diámetro de la Tierra y aproximadamente 1/80 de su masa. Las siguientes relaciones más grandes son el sistema Neptuno-Tritón en 0,055 (con una relación de masa de aproximadamente 1 a 5000), el sistema Saturno-Titán en 0,044 (con la segunda relación de masa junto al sistema Tierra-Luna, 1 a 4250), el sistema Júpiter-Ganimedes en 0,038 y el sistema Urano-Titania en 0,031. Para la categoría de planetas enanos, Caronte tiene la relación más grande, siendo 0,52 el diámetro de Plutón.

Terminología

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 eligió referirse a sus descubrimientos como Planetæ ("planetas"), pero los descubridores posteriores eligieron otros términos para distinguirlos de los objetos que orbitaban.

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 acompañaron a su planeta primario en su viaje por los cielos.

El término satélite se convirtió así en el habitual para referirse a un objeto que orbita alrededor de un planeta, ya que evitaba la ambigüedad de "luna". En 1957, sin embargo, el lanzamiento del objeto artificial Sputnik creó la necesidad de una nueva terminología. Los términos satélite hecho por el hombre y luna artificial se abandonaron muy rápidamente en favor del satélite más simple y, como consecuencia, el término se vinculó principalmente con objetos artificiales que vuelan en el espacio, incluidos, a veces, incluso aquellos que no están en órbita alrededor de un planeta..

Debido a este cambio de significado, el término luna, que había seguido usándose en un sentido genérico en obras de divulgación científica y en la ficción, ha recuperado respetabilidad y ahora se usa indistintamente con satélite natural, incluso en artículos científicos. Cuando sea necesario evitar tanto la ambigüedad de la confusión con el satélite natural de la Tierra, la Luna, y los satélites naturales de los otros planetas por un lado, como los satélites artificiales por el otro, el término satélite natural (usando "natural" en un sentido opuesto a "artificial"). Para evitar aún más la ambigüedad, 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 la órbita de algún planeta o planeta menor, sinónimo de "luna"; según tal definición, todos los satélites naturales son lunas, pero la Tierra y otros planetas no son satélites. Algunos autores recientes definen "luna" como "un satélite de un planeta o planeta menor", y "planeta" como "un satélite de una estrella"; dichos autores consideran a la Tierra como un "satélite natural del Sol".

Definicion de luna

No existe un límite inferior establecido sobre lo que se considera una "luna". Cada cuerpo celeste natural con una órbita identificada alrededor de un planeta del Sistema Solar, algunos tan pequeños como un kilómetro de diámetro, se ha considerado una luna, aunque los objetos de una décima parte de ese tamaño dentro de los anillos de Saturno, que no se han observado directamente, se han llamado lunas _ Las pequeñas lunas de asteroides (satélites naturales de asteroides), como Dactyl, también han sido llamadas pequeñas lunas.

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 forzado 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 en 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.

Origen y características orbitales

Generalmente se cree que los satélites naturales que orbitan relativamente cerca del planeta en órbitas circulares progradas y no inclinadas ( satélites regulares ) se formaron a partir de la misma región de colapso del disco protoplanetario que creó su primario. Por el contrario, se cree que los satélites irregulares (generalmente orbitando en órbitas distantes, inclinadas, excéntricas y/o retrógradas) son asteroides capturados posiblemente fragmentados aún más por las 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.La Luna y posiblemente Caronte son excepciones entre los cuerpos grandes, ya que se cree que se originaron por la colisión de dos grandes objetos protoplanetarios (ver la hipótesis del impacto gigante). Se prevé que el material que se habría puesto en órbita alrededor del cuerpo central se ha vuelto a acumular para formar uno o más satélites naturales en órbita. A diferencia de los cuerpos de tamaño planetario, se cree que las lunas de asteroides se forman comúnmente mediante este proceso. Tritón es otra excepción; aunque grande y en una órbita circular cercana, su movimiento es retrógrado y se cree que es un planeta enano capturado.

Satélites temporales

La captura de un asteroide desde una órbita heliocéntrica no siempre es permanente. Según las simulaciones, los satélites temporales deberían ser un fenómeno común. 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.

Bloqueo de marea

La mayoría de las lunas regulares (satélites naturales que siguen órbitas relativamente cercanas y progresivas con una pequeña inclinación y excentricidad orbital) en el Sistema Solar están bloqueadas por mareas en sus respectivos primarios, lo que significa que el mismo lado del satélite natural siempre mira hacia su planeta. Este fenómeno se produce por una pérdida de energía debida a las fuerzas de marea que levanta el planeta, frenando la rotación del satélite hasta que es despreciable. La única excepción conocida es el satélite natural de Saturno, Hiperión, que gira caóticamente debido a la influencia gravitacional de Titán.

En contraste, los satélites naturales exteriores de los planetas gigantes (satélites irregulares) están demasiado lejos para haberse bloqueado. Por ejemplo, Himalia de Júpiter, Febe de Saturno y Nereida de Neptuno tienen períodos de rotación en el rango de diez horas, mientras que sus períodos orbitales son de cientos de días.

Satélites de satélites

Actualmente no se conocen "lunas de lunas" o subsatélites (satélites naturales que orbitan 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 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, un fenómeno normalmente asociado con las lunas pastoras. Sin embargo, las imágenes dirigidas tomadas por la nave espacial Cassini no pudieron detectar anillos alrededor de Rhea.

También se ha propuesto que la luna de Saturno, Japeto, tuvo un satélite en el pasado; esta es una de varias hipótesis que se han propuesto para explicar su cresta ecuatorial.

Satélites troyanos

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 los asteroides troyanos de Júpiter. Las lunas troyanas son Telesto y Calypso, que son las compañeras principal y posterior, respectivamente, de la luna de Saturno Tethys; y Helene y Polydeuces, los compañeros principales y posteriores de la luna de Saturno Dione.

Satélites de asteroides

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 similar.

Forma

La luna Proteo de Neptuno es el satélite natural de forma irregular más grande; se desconocen las formas de la luna Dysnomia de Eris y la luna Vanth de Orcus. Todos los demás satélites naturales conocidos que tienen al menos el tamaño de Miranda de Urano se han convertido en elipsoides redondeados bajo equilibrio hidrostático, es decir, son "satélites redondos/redondeados". Los satélites naturales más grandes, al estar bloqueados por mareas, tienden a tener formas ovoides (como huevos): achaparrados en sus polos y con ejes ecuatoriales más largos en la dirección de sus primarios (sus planetas) que en la dirección de su movimiento. La luna Mimas 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 solo unos 3 km de diámetro y tiene una forma visible de huevo.

Nombre	Satélite de	Diferencia en ejes
kilómetros	% deldiámetro medio
mimas	Saturno	33,4 (20,4 / 13,0)	8.4 (5.1 / 3.3)
Encelado	Saturno	16.6	3.3
miranda	Urano	14.2	3.0
Tetis	Saturno	25,8	2.4
yo	Júpiter	29.4	0.8
La luna	Tierra	4.3	0.1

Actividad geológica

De los diecinueve satélites naturales conocidos en el Sistema Solar que son lo suficientemente grandes como para haber caído en el equilibrio hidrostático, varios permanecen geológicamente activos en la actualidad. Io es el cuerpo con mayor actividad volcánica 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 está impulsada por el calentamiento de las mareas resultante de tener órbitas excéntricas cerca de sus planetas gigantes primarios. (Este mecanismo también habría operado en Tritón en el pasado, antes de que su órbita fuera circularizada). Muchos otros satélites naturales, como la Luna de la Tierra, Ganímedes, Tethys y Miranda, muestran evidencia de actividad geológica pasada, como resultado de fuentes de energía como el decaimiento 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 parece que el calentamiento solar proporciona la energía. Titán y Tritón tienen atmósferas significativas; Titán también tiene lagos de hidrocarburos. También Io y Callisto tienen atmósferas, aunque sean extremadamente delgadas.Se cree que cuatro de los satélites naturales más grandes, Europa, Ganímedes, Calisto y Titán, tienen océanos subterráneos de agua líquida, mientras que el más pequeño Encelado puede tener agua líquida subterránea localizada.

Satélites naturales del Sistema Solar

De los objetos dentro de nuestro Sistema Solar que se sabe que tienen satélites naturales, hay 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. También hay 84 satélites naturales conocidos de objetos transneptunianos. Se han observado unos 150 cuerpos pequeños adicionales dentro de los anillos de Saturno, pero solo 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 diminutos satélites naturales, Fobos y Deimos. Los planetas gigantes tienen extensos sistemas de satélites naturales, incluyendo media docena comparable en tamaño a la Luna de la Tierra: las cuatro lunas galileanas, Titán de Saturno y Tritón de Neptuno. Saturno tiene seis satélites naturales de tamaño mediano adicionales lo suficientemente masivos como para haber alcanzado el equilibrio hidrostático, y Urano tiene cinco. Se ha sugerido que algunos satélites pueden potencialmente albergar vida.

Entre los objetos generalmente aceptados por los astrónomos como 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 Hidra. 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 un espacio abierto entre los dos, una característica que a veces se asocia con un sistema de dos planetas.

Los siete satélites naturales más grandes del Sistema Solar (los que tienen más de 2500 km de diámetro) son las lunas galileanas de Júpiter (Ganímedes, Calisto, Io 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 tamaño de nueve satélites naturales de tamaño mediano, entre 1000 km y 1600 km de diámetro, Titania, Oberon, Rhea, Iapetus, Charon, Ariel, Umbriel, Dione y Tethys, el más pequeño, Tethys, tiene más masa que todos los satélites naturales más pequeños juntos. Además de los satélites naturales de los diversos planetas, también hay más de 80 satélites naturales conocidos de los planetas enanos, planetas menores y otros cuerpos pequeños del Sistema Solar.

La siguiente es 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 a modo de comparación. Los satélites naturales de los planetas llevan el nombre de figuras mitológicas. Estos son predominantemente griegos, a excepción de los satélites naturales de Urano, que llevan el nombre de personajes de Shakespeare. Los diecinueve cuerpos lo suficientemente masivos como para haber alcanzado el equilibrio hidrostático están en negrita en la siguiente tabla. Los planetas y satélites menores que se sospecha pero no se ha demostrado que han logrado un equilibrio hidrostático están en cursiva en la siguiente tabla.

Diámetro medio (km)	Satélites de planetas	Satélites de planetas enanos	Satélites de otros planetas menores	No satélites para comparar
Tierra	Marte	Júpiter	Saturno	Urano	Neptuno	Orco	Plutón	haumea	Quaoar	hacerhacer	gonggong	eris
12,000–13,000															Tierra Venus
6000–7000															Marte
4000–6000			Ganímedes Calisto	Titán											Mercurio
3000–4000	Luna		Ío Europa
2000–3000						Tritón									Eris Plutón
1000–2000				Rea Japeto Dione Tethys	Titania Oberón Umbriel Ariel			Caronte							Makemake Haumea Gonggong, Quaoar
500–1000				Encelado									disnomia		Sedna, Ceres, Salacia, Orcus, Pallas, Vesta muchos más TNO
250–500				Mimas Hiperión	miranda	Proteo nereida	Vanth		hola iaka					Varda I Ilmarë Salacia I Actaea Lempo II Hiisi	10 Hygiea 704 Interamnia 87 Sylvia 47171 Lempo y muchos otros
100–250			Amaltea Himalia Tebas	Febe Jano Epimeteo	Sycorax Puck Portia	Larissa Galatea Despina			Namaka		S/2015 (136472) 1			S/2005 (82075) 1 Sila–Nunam I Ceto I Phorcys Patroclus I Menoetius Lempo I Paha ~20 lunas más de TNO	3 Juno 15760 Albion 5 Astraea 617 Patroclus 42355 Typhon y muchos otros
50–100			Elara Pasiphae	Prometeo Pandora	Calibán Julieta Belinda Cressida Rosalinda Desdémona Bianca	Thalassa Halimede Neso Náyade				Weywot		Xiangliu (probablemente)		90 Antiope I Typhon I Echidna Logos I Zoe 5 lunas más de TNOs	90 Antiope 58534 Logos 253 Mathilde y muchos otros
25–50			Carme Metis Sinope Lysithea Ananké	Siarnaq Helene Albiorix Pan Atlas	Ofelia Cordelia Setebos Próspero Perdita Stephano	Sao Laomedeia Psamathe Hippocamp		Hidra Nix						Kalliope I Linus	1036 Ganímedes 243 Ida y muchos otros
10–25		Fobos Deimos	Leda Adrastea	Telesto Paaliaq Calipso Ymir Kiviuq Tarvos Ijiraq Erriapus	Mab Cupido Francisco Ferdinand Margaret Trinculo			Kerberos Styx						762 Pulcova I Sylvia I Romulus 624 Hektor I Skamandrios Eugenia I El principito 121 Hermione I 283 Emma I 1313 Berna I 107 Camilla I	433 Eros 1313 Berna y muchos otros
< 10			64 lunas	57 lunas										Sylvia II Remus Ida I Dactyl y muchos otros	muchos

Resumen visual

Ganímedes (luna de Júpiter)	Titán (luna de Saturno)	Calisto (luna de Júpiter)	Io (luna de Júpiter)	Luna (luna de la Tierra)	Europa (luna de Júpiter)	Tritón (luna de Neptuno)
Titania (luna de Urano)	Rea (luna de Saturno)	Oberón (luna de Urano)	Japeto (luna de Saturno)	Caronte (luna de Plutón)	Umbriel (luna de Urano)	Ariel (luna de Urano)
Dione (luna de Saturno)	Tethys (luna de Saturno)	Encélado (luna de Saturno)	Miranda (luna de Urano)	Proteo (luna de Neptuno)	Mimas (luna de Saturno)	Hiperión (luna de Saturno)
Febe (luna de Saturno)	Larissa (luna de Neptuno)	Jano (luna de Saturno)	Amaltea (luna de Júpiter)	Puck (luna de Urano)	Epimeteo (luna de Saturno)	Tebe (luna de Júpiter)
Prometeo (luna de Saturno)	Pandora (luna de Saturno)	Hidra (luna de Plutón)	Nix (luna de Plutón)	Helene (luna de Saturno)	Atlas (luna de Saturno)	Pan (luna de Saturno)
Telesto (luna de Saturno)	Calypso (luna de Saturno)	Fobos (luna de Marte)	Deimos (luna de Marte)	Dafnis (luna de Saturno)	Metone (luna de Saturno)	Dáctilo (luna de Ida)
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