SATELLITI NATURALI: CARATTERISTICHE, FORMAZIONE, FUNZIONE, ESEMPI - ARTE - 2024

I satelliti naturali sono corpi rocciosi collegati ai pianeti dalla forza di gravità. Di solito sono più piccoli del pianeta in cui orbitano. I satelliti naturali sono anche chiamati "lune" perché la Luna è il satellite naturale della Terra. La presenza di queste stelle è abbastanza comune, perché ad eccezione di Mercurio, Venere e Cerere, gli altri pianeti del Sistema Solare hanno lune in orbita attorno a loro.

Il numero totale di lune nel Sistema Solare è sconosciuto, poiché si ritiene che ce ne siano ancora molte altre da scoprire. Fino ad ora è stata documentata l'esistenza di 181, di cui il pianeta Saturno ha il numero maggiore: 82.

Alcuni dei satelliti naturali del sistema solare. Ganimede, seguito da Titano, Callisto, Io e la Luna sono i più grandi. Venere ha 0 lune Nettuno ha 14. Utente: primefac

I satelliti naturali non hanno lune, tuttavia, ci sono asteroidi che lo hanno, ad esempio (243) Ida è un asteroide con un satellite naturale: Dactyl.

L'unico satellite naturale visibile ad occhio nudo è la nostra Luna. Per vedere i satelliti di Giove è necessario un telescopio. Galileo Galilei fu il primo a scoprire i quattro più grandi nel 1610 e battezzarli con nomi mitologici: Io, Callisto, Europa e Ganimede.

Da allora, a ogni nuovo satellite scoperto è stato assegnato un nome mitologico, ad eccezione di quelli di Urano, che prendono il nome da personaggi di William Shakespeare.

Questa animazione mostra un satellite naturale in orbita attorno al pianeta genitore. Fonte: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - fr Accueil fr: Accueil

Formazione

L'origine dei satelliti naturali risale alla formazione stessa del sistema solare. L'ipotesi attualmente più accettata è l'ipotesi nebulare: dai resti di una supernova si è formata una nebulosa di gas e polvere cosmici, che grazie alla forza di gravità ha agglomerato abbastanza materia da creare il Sole in primo luogo.

Una volta creato il Sole, attorno ad esso è rimasto un disco rotante di gas e polvere, come è stato osservato nelle giovani stelle, in cui questi dischi sono frequenti.

La materia nel disco che circonda la stella si condensa mentre si raffredda e le particelle che la compongono si scontrano. Nel tempo si sono formati i planetesimi, gli embrioni dei futuri pianeti, e allo stesso modo si sono formati i satelliti.

In questo modo i cosmologi ritengono che si siano formati tutti i corpi contenuti nel sistema solare, compreso il Sole stesso, i pianeti, i satelliti, gli asteroidi e le comete. Il processo di agglomerazione e compattazione della materia è chiamato accrescimento.

Ora resta la domanda su come ogni pianeta abbia acquisito i propri satelliti naturali. Nel nostro sistema solare, i pianeti rocciosi oi pianeti interni hanno pochi satelliti. Mercurio e Venere no. La Terra ne ha una sola, che è la Luna, mentre Marte ne ha due: Phobos e Deimos.

Ma i pianeti esterni gassosi contano le loro lune a decine. Quindi ci sono diverse teorie che cercano di spiegare questo:

-I satelliti si sono staccati dal pianeta e sono rimasti nella sua orbita

-Il pianeta ha catturato il satellite

-Sia il pianeta che il satellite hanno formato un sistema sin dall'inizio.

Movimenti di satelliti naturali

Confronto delle dimensioni tra la Terra e la Luna. Immagine dell'Apollo 17 della Terra intera: NASA Immagine telescopica della luna piena: Gregory H. Revera

Le interazioni gravitazionali tra i corpi nel sistema solare portano a scenari complessi per il movimento dei satelliti. Queste interazioni modificano le orbite e ai movimenti noti di traslazione e rotazione, se ne aggiungono altre, come le librazioni.

Le librazioni o esitazioni della Luna sono movimenti oscillatori del satellite che vengono osservati dalla Terra. Grazie alle librazioni, sebbene la Luna mostri sempre la stessa faccia alla Terra, si può vedere una piccola percentuale aggiuntiva del lato non visibile.

Le interazioni modificano anche l'aspetto dei satelliti e questi a loro volta quelli del pianeta attorno al quale orbitano. Ne parleremo un po 'di più in seguito.

Tipi di satelliti naturali

Per quanto riguarda le tipologie, i satelliti naturali possono essere, ad esempio:

Satelliti regolari

I satelliti regolari ruotano nella stessa direzione del loro pianeta genitore attorno al Sole, quindi molto probabilmente hanno avuto origine nello stesso momento o sono il risultato di un evento catastrofico subito dal pianeta in tempi remoti.

Satelliti irregolari

Quasi sempre ruotano in direzione opposta a quella del pianeta madre (sono retrogradi), e la loro orbita tende ad avere maggiore eccentricità e sono più distanti, per cui rientrano nella categoria dei probabili satelliti catturati.

Satelliti temporanei

Di solito sono piccoli asteroidi catturati dal pianeta per un po ', che poi continuano a penetrare nello spazio. Si ritiene che il piccolo RH120 del 2006, lungo circa 3 metri, raggiunga l'orbita terrestre ogni 20 anni e vi venga catturato, anche se potrebbe non essere l'unico satellite temporaneo della Terra.

Esistono anche altri nomi per i satelliti naturali in base agli effetti che hanno sul pianeta o in base alla configurazione della sua orbita.

Funzione

I satelliti naturali dei pianeti non sono stati creati per avere una funzione specifica, a differenza dei satelliti artificiali. Esistono a causa di molteplici interazioni di tipo gravitazionale e altri processi fisici che sono ancora in parte sconosciuti.

Orbita

Tuttavia, i satelliti hanno effetti notevoli sui pianeti attorno ai quali orbitano. Basta pensare all'effetto delle maree per comprendere l'enorme influenza che la Luna ha sulla Terra.

E non solo, la Luna contribuisce anche a plasmare l'orbita terrestre, in modo che se mancasse, il clima e le condizioni di vita qui sarebbero influenzati in modo significativo.

Allo stesso modo, le lune degli altri pianeti aiutano a stabilire le orbite dei loro pianeti genitori ea configurare le loro caratteristiche.

Configurazione ad anello

Vale la pena menzionare il caso dei satelliti pastore sui pianeti esterni, così chiamati perché con la loro gravità aiutano a mantenere la configurazione degli anelli su pianeti come Saturno, il pianeta con gli anelli più notevoli.

Intorno a Saturno c'è un sottile disco di materiale composto da particelle molto fini. L'orbita di alcune delle sue lune, come Mimas, passa attraverso il disco, separandolo in anelli. Si dice poi che i satelliti "sfiorano" gravitazionalmente questi anelli, mantenendo libera l'area che circonda la loro orbita.

Forze di marea

Le forze di marea sono presenti tra un pianeta e i suoi satelliti, ad esempio tra la Terra e la Luna. Sono dovuti al fatto che entrambi sono corpi estesi, cioè con dimensioni misurabili.

Quindi, l'interazione gravitazionale tra i due non è completamente omogenea, perché ci sono punti più vicini tra loro, dove l'entità della forza di gravità è maggiore.

Ricorda che l'attrazione gravitazionale dipende dalla distanza tra gli oggetti. Se vogliamo calcolare il loro valore tra la Terra e la Luna con l'equazione di Newton, di solito lo facciamo sostituendo le rispettive masse e la distanza tra i loro centri.

In questo modo, assumiamo che le masse di entrambi siano concentrate proprio al centro.

Ma le cose cambiano se si tiene conto di un punto della Terra situato a una certa distanza dal centro. Ad esempio nella figura seguente, l'attrazione gravitazionale della luna (a sinistra) è leggermente diversa nei punti A, B, C e D. Almeno ci aspettiamo che sia più forte nel punto A, che è più vicino, e più piccolo nel punto B, che è più lontano.

Figura 3. Le forze di marea esercitate principalmente dalla Luna, fanno salire gli oceani verso di essa durante l'alta marea. Fonte: Wikimedia Commons. Eman.

In realtà la differenza non è eccessiva, ma è sufficiente a provocare le maree terrestri, poiché le masse oceaniche, essendo fluide, sono più facilmente deformabili dalla leggera attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna.

Un'interazione simile si verifica tra la Terra e il Sole, nonostante il Sole sia molto più lontano, ma bisogna tener conto che è più massiccio.

Alta e bassa marea

Periodicamente gli effetti della Luna e del Sole si sommano e quindi le maree sono più alte. Questo accade con la luna nuova o la luna piena, quando le tre stelle sono allineate. D'altra parte, quando sono ad angolo retto, gli effetti di marea si contrastano a vicenda.

Le forze di marea non sono esclusive del sistema Terra-Luna, ma sono presenti anche in tutto il sistema solare

I satelliti naturali della Terra

Vista della Luna, l'unico satellite naturale della Terra. Fonte: pixel max.

L'unico satellite naturale della Terra è la nostra Luna. È il satellite più grande rispetto al pianeta genitore.

Sebbene la sua superficie sia inospitale, la sua influenza è straordinaria per la vita sulla Terra: la forza della sua gravità ha alterato l'orbita terrestre, allungando il periodo di luce per consentire alle piante di effettuare la fotosintesi.

Sulla Luna non c'è atmosfera respirabile, manca acqua liquida e ha sbalzi di temperatura improvvisi. Ma grazie ad esso si verificano le stagioni e le maree, e ha anche trasformato l'atmosfera terrestre per renderla respirabile.

Come se non bastasse, funge da guida per l'agricoltura ed è un'eterna fonte di ispirazione per scienziati, filosofi, poeti e amanti.

Satelliti naturali di Marte

Figura 5. Phobos e Deimos. Fonte: Wikimedia Commons. Nessun autore leggibile dalla macchina fornito. RHorning ipotizzato (in base alle rivendicazioni di copyright). .

Sono due satelliti piccoli (circa 10 km di diametro massimo) e irregolari scoperti alla fine del XIX secolo dall'astronomo americano Asaph Hall: Phobos e Deimos.

Probabilmente provenivano dalla fascia degli asteroidi che separa i pianeti interno ed esterno e sono stati attratti dalla gravità marziana.

Orbitano molto vicino al pianeta rosso, con Phobos che è il più vicino, in un'orbita di 3000 km o meno. Gli astronomi ritengono che alla fine si schianterà sulla superficie marziana. Per quanto riguarda Deimos, potrebbe forse sfuggire alla gravità di Marte per diventare un asteroide indipendente.

I satelliti naturali di Giove

Confronto di dimensioni tra i satelliti galileiani, la Terra e la Luna. Fonte: Wikimedia Commons. Hydra92.

I 4 più grandi satelliti di Giove sono stati scoperti grazie al telescopio appena rilasciato di Galileo, motivo per cui sono chiamati satelliti galileiani. Ma il gigante gassoso ha finora non meno di 79 lune, sebbene le lune galileiane siano le più grandi, di dimensioni paragonabili al pianeta Mercurio.

Uno di loro, Io, ha un'atmosfera, compie una rivoluzione completa attorno a Giove in poco meno di 2 giorni e ha una densità media simile a quella della Luna.

Da parte sua, l'Europa è rocciosa e ha un'atmosfera sottile. Ci vogliono meno di 4 giorni per girare il pianeta e gli scienziati ritengono che abbia un'attività tettonica, proprio come la Terra.

Ganimede e Callisto sono le lune più grandi e impiegano una settimana per orbitare. Ganimede, la più grande delle lune dell'intero sistema solare, ha un proprio campo magnetico, un'atmosfera sottile con ossigeno e può contenere acqua liquida, così come Callisto.

Allo stesso modo, Giove ha un gran numero di altre lune, sia regolari che irregolari, alcune forse formate da una parte della stessa nebulosa che ha originato Giove per accrescimento. Altri, soprattutto quelli irregolari, furono sicuramente catturati dalla gravità gioviana quando passarono abbastanza vicini al pianeta.

I satelliti naturali di Saturno

Mimas, satellite di Saturno nell'immagine tratta da Cassini. Fonte: Wikimedia Commons.

Saturno è il pianeta con il maggior numero di satelliti, circa 82 secondo recenti conteggi. Formano un sistema abbastanza complesso, in cui spiccano i satelliti pastore, i troiani, quelli che condividono orbite e una moltitudine di satelliti.

Il più importante, per le sue dimensioni e perché ha un'atmosfera, è Titano. Questa luna è la seconda più grande dell'intero sistema solare, dopo Ganimede, ed è visibile dalla Terra con l'aiuto del telescopio.

Entro la metà del XX secolo Gerard Kuiper aveva già rilevato metano nell'atmosfera di Titano, ma grazie alla missione Cassini-Huygens ora sappiamo che Titano ospita venti fino a 210 m / s.

A fini comparativi, gli uragani terrestri di categoria 5 sono i più intensi e hanno venti con velocità di poco superiori ai 70 m / s. Allo stesso modo, le piogge su Titano sono metano, quindi le prospettive non sono accoglienti.

Mimas è un altro satellite interessante di Saturno, sebbene più piccolo di Titano. Lo abbiamo menzionato prima come pastore dell'anello. Ma ciò che colpisce della sua superficie ghiacciata è un enorme cratere da impatto chiamato Herschel dal nome del suo scopritore. Al centro del cratere c'è una montagna alta circa 6000 metri.

Da parte sua, Giapeto si distingue per avere un lato nettamente più scuro dell'altro, anche se il motivo è sconosciuto. Ha anche il suo gigantesco cratere da impatto di 500 km di diametro, si trova a grande distanza da Saturno, molto più lontano degli altri satelliti degni di nota, e l'orbita è molto inclinata.

Satelliti naturali di Urano

Il satellite Miranda fotografato dalla Voyager. NASA / JPL-Caltech

Ad oggi sono stati contati 27 satelliti del pianeta Urano, tutti privi di atmosfera. Tra loro ci sono i satelliti pastori, proprio come su Saturno.

Su Urano si distinguono due grandi gruppi di satelliti: l'interno e l'esterno. I primi sono fatti di ghiaccio e roccia, mentre la composizione dei secondi è ancora sconosciuta.

Titania e Oberon sono i più grandi satelliti di Urano, ma il gelido satellite Miranda, il più piccolo dei maggiori satelliti, colpisce per la sua superficie caotica, che sembra aver subito innumerevoli impatti, o forse estremamente violenti.

È anche possibile che sia stato fortemente influenzato dalle forze di marea causate dal pianeta madre Urano e quindi abbia quell'aspetto inquietantemente incrinato.

I satelliti naturali di Nettuno

Finora ci sono 15 satelliti di Nettuno e il più suggestivo è anche il più grande: Tritone. È un mondo ghiacciato oltre ogni immaginazione, perché secondo i dati, la superficie è a 37 K o -236,15 ºC.

Ai poli abbondano azoto e altri gas congelati come il monossido di carbonio e il biossido di carbonio. Visto dallo spazio, Tritone ha una bella forma quasi perfettamente sferica, che lo distingue dagli altri satelliti più irregolari di Nettuno.

Per quanto riguarda gli altri satelliti di Nettuno, questi rientrano nella categoria dei satelliti irregolari, quindi è molto probabile che il pianeta li abbia catturati ad un certo punto.

I satelliti naturali di Plutone

Dimensioni comparative Terra-Luna e Plutone-Caronte. Fonte: NASA tramite Wikimedia Commons.

Il più noto dei satelliti di Plutone è Caronte, la cui dimensione è simile a quella del pianeta genitore, motivo per cui è considerato piuttosto un sistema binario, piuttosto che un pianeta e il suo satellite.

Caronte fu scoperto nel 1975, escludendo la possibilità che Plutone fosse stato un tempo un satellite di Nettuno. Oltre al binomio Plutone-Caronte, ci sono altri quattro satelliti più piccoli, chiamati: Nix, Hydra, Cerberus e Styx.

Plutone e Caronte sono in orbite sincrone, il che significa che il tempo che impiegano per ruotare attorno al loro asse è lo stesso tempo in cui percorrono l'orbita.

Riferimenti

1. Carroll, B. An Introduction to Modern Astrophysics. 2 °. Edizione. Pearson.
2. Geoenciclopedia. Satelliti naturali. Estratto da: geoenciclopedia.com.
3. Howell, E. Che cos'è un satellite? Recupero da: space.com.
4. Oster, L. 1984. Astronomia moderna. Reverté editoriale.
5. Wikipedia. Satellite naturale. Estratto da: es.wikipedia.org.
6. Peale, S. 1999. Origine ed evoluzione dei satelliti naturali. Estratto da: researchgate.net.