SATÈL·LITS NATURALS: CARACTERÍSTIQUES, FORMACIÓ, FUNCIÓ, EXEMPLES - ART - 2025

Els satèl·lits naturals són cossos rocosos vinculats als planetes per la força de la gravetat. L'usual és que siguin més petits que el planeta a què orbiten. Als satèl·lits naturals també se'ls anomena "llunes", perquè la Lluna és el satèl·lit natural de la Terra. La presència d'aquests astres és bastant comú, doncs excepte Mercuri, Venus i Ceres, els altres planetes del Sistema Solar tenen llunes orbitant al seu voltant.

Es desconeix el total de llunes en el Sistema Solar, ja que es creu que encara queden moltes més per descobrir. Fins als moments s'ha documentat l'existència de 181, dels quals el planeta Saturn té la major quantitat: 82.

Alguns dels satèl·lits naturals de sistema solar. Ganímedes, seguit de Tità, Calisto, Io i la Lluna són els més grans. Venus té 0 llunes Neptú té 14. User: primefac

Els satèl·lits naturals no posseeixen llunes al seu torn, però, hi ha asteroides que sí les tenen, per exemple (243) Anada és un asteroide amb un satèl·lit natural: Dactyl.

L'únic satèl·lit natural visible a simple vista és la nostra pròpia Lluna. Per veure els satèl·lits de Júpiter cal un telescopi. Galileu Galilei va ser el primer a descobrir els quatre grans en 1610 i batejar-los amb noms mitològics: Io, Calisto, Europa i Ganímedes.

Des de llavors, a cada nou satèl·lit descobert se li va assignar un nom mitològic, amb l'excepció dels d'Urano, que porten noms de personatges de William Shakespeare.

En aquesta animació s'observa un satèl·lit natural orbitant al voltant de la planeta pare. Font: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - fr Accueil fr: Accueil

formació

L'origen dels satèl·lits naturals es remunta a la formació mateixa de el sistema solar. La hipòtesi més acceptada actualment és la hipòtesi nebular: de les restes d'una supernova es va formar una nebulosa de gas i pols còsmica, que gràcies a la força de la gravetat va aglomerar matèria suficient per crear a el Sol en primer lloc.

Un cop creat el Sol, al voltant d'aquest va romandre un disc de gas i pols en rotació, tal com s'ha observat en estrelles joves, en què aquests discos són freqüents.

La matèria del disc que envolta a l'estrella es va condensant a mesura que es refreda i les partícules que el componen col·lisionen. Amb el temps es van formar els planetesimals, els embrions dels futurs planetes, i de la mateixa manera van poder formar-se els satèl·lits.

D'aquesta manera creuen els cosmòlegs que es van formar tots els cossos que conté el sistema solar, incloent a la mateixa Sol, els planetes, satèl·lits, asteroides i cometes. A el procés d'aglomeració i compactació de matèria se li denomina acreció.

Ara queda la incògnita de com cada planeta va adquirir els seus propis satèl·lits naturals. En el nostre sistema solar, els planetes rocosos o planetes interiors tenen pocs satèl·lits. Mercuri i Venus no tenen. La Terra té un de sol que és la Lluna, mentre que Mart té dos: Fobos i Deimos.

Però els planetes exteriors gasosos expliquen les seves llunes per desenes. Per això hi ha diverses teories que procuren explicar això:

-Els satèl·lits es van desprendre de la planeta i van romandre en la seva òrbita

-El planeta va capturar a l'satèl·lit

-Tant el planeta com el satèl·lit van conformar un sistema des del començament.

Moviments dels satèl·lits naturals

Comparació de mida entre la Terra i la Lluna. Apollo 17 Picture of the Whole Earth: NASATelescopic Image of the Full Moon: Gregory H. Revera

Les interaccions gravitatòries entre els cossos de sistema solar porta a complexos escenaris per al moviment dels satèl·lits. Aquestes interaccions modifiquen les òrbites i als coneguts moviments de translació i rotació, s'afegeixen d'altres, com ara les libraciones.

Les libraciones o titubejos de la Lluna són moviments oscil·latoris de l'satèl·lit que s'observen des de la Terra. Gràcies a les libraciones, encara que la Lluna sempre mostra la mateixa cara a la Terra, es pot apreciar un petit percentatge addicional de la banda no visible.

Les interaccions també modifiquen l'aspecte dels satèl·lits i aquests al seu torn les de l'planeta al voltant d'el qual orbiten. Més endavant es parlarà una mica més sobre aquest tema.

Tipus de satèl·lits naturals

Pel que fa als tipus, els satèl·lits naturals poden ser, per exemple:

satèl·lits regulars

Els satèl·lits regulars giren amb el mateix sentit del seu planeta pare al voltant de el Sol, de manera que molt probablement s'hagin originat a el mateix temps o siguin el resultat d'algun esdeveniment catastròfic sofert pel planeta en temps remots.

satèl·lits irregulars

Gairebé sempre giren en sentit contrari a el de l'planeta mare (són retrògrads), a més la seva òrbita sol tenir major excentricitat i estan més distant, per la qual cosa cauen en la categoria de probables satèl·lits capturats.

satèl·lits temporals

En general són petits asteroides capturats pel planeta durant un temps, que després prossegueixen internant-se en l'espai. Es creu que el petit 2006 RH120 d'uns 3 metres de llarg, arriba a l'òrbita terrestre cada 20 anys i és capturat en ella, tot i que podria no ser l'únic satèl·lit temporal de la Terra.

També hi ha altres denominacions per als satèl·lits naturals d'acord amb els efectes que tenen sobre el planeta o segons la configuració de la seva òrbita.

funció

Els satèl·lits naturals dels planetes no s'han creat per tenir alguna funció específica, a diferència dels satèl·lits artificials. Ells existeixen a causa de múltiples interaccions de tipus gravitatori ia altres processos físics que en part encara són desconeguts.

òrbita

No obstant això, els satèl·lits tenen efectes notables sobre els planetes al voltant d'el qual orbiten. Només cal pensar en l'efecte de les marees per comprendre l'enorme influència que la Lluna té sobre la Terra.

I no solament això, la Lluna també contribueix a conformar l'òrbita terrestre, de manera que si ella faltés, el clima i les condicions de vida aquí es veurien sensiblement afectats.

De la mateixa manera, les llunes dels altres planetes contribueixen a establir les òrbites dels seus planetes pares ia configurar les seves característiques.

Configuració d'anells

Cal esmentar el cas dels satèl·lits pastors en els planetes exteriors, així cridats perquè amb la seva gravetat ajuden a mantenir la configuració dels anells en planetes com Saturn, el planeta amb els anells més notables.

Al voltant de Saturn hi ha un prim disc de material compost de finíssimes partícules. L'òrbita d'algunes de les seves llunes, com Mimas, travessa el disc, separant en anells. Es diu llavors que els satèl·lits "pasturen" gravitacionalment aquests anells, mantenint lliure la zona que envolta la seva òrbita.

Les forces de marea

Les forces de marea són presents entre un planeta i els seus satèl·lits, per exemple entre la Terra i la Lluna. Es deuen al fet que tots dos són cossos estesos, és a dir, amb grandària mesurable.

Llavors, la interacció gravitatòria entre tots dos no és completament homogènia, perquè hi ha punts més propers entre si, on la magnitud de la força de gravetat és més gran.

Recordem que l'atracció gravitatòria depèn de la distància entre els objectes. Si volem calcular el seu valor entre la Terra i la Lluna amb l'equació de Newton, usualment ho fem substituint les seves respectives masses i la distància entre els seus centres.

A el fer-ho d'aquesta manera, estem suposant que les masses d'ambdues estan concentrades just al centre.

Però la cosa canvia si es té en compte un punt de la Terra situat a certa distància de el centre. Per exemple en la següent figura, l'atracció gravitatòria de la lluna (a l'esquerra) és lleugerament diferent en els punts A, B, C i D. A el menys esperem que sigui més intensa en el punt A, que està més proper, i menor en el punt B, que es troba més allunyat.

Figura 3. Les forces de marea exercides principalment per la Lluna, fan que els oceans s'aixequin cap a ella durant les marees altes. Font: Wikimedia Commons. Eman.

En realitat la diferència no és massa gran, però sí prou com per ocasionar les marees terrestres, ja que les masses oceàniques, a l'ésser fluides, són més fàcilment deformables pel lleuger fita gravitatori que exerceix la Lluna.

Entre la Terra i el Sol passa una interacció semblant, malgrat que el Sol està molt més lluny, però cal tenir en compte que és més massiu.

Marees altes i baixes

Periòdicament els efectes de la Lluna i el Sol es sumen i llavors les marees són més altes. Això passa en lluna nova o lluna plena, quan els tres astres estan alineats. En canvi, quan estan formant angle recte els efectes de marea es contraresten entre si.

Les forces de marea no són exclusives de sistema Terra - Lluna, sinó que també són presents en tots el sistema solar

Satèl·lits naturals de la Terra

Vista de la Lluna, l'únic satèl·lit natural de la Terra. Font: Max Pixels.

L'únic satèl·lit natural de la Terra és la nostra Lluna. És el satèl·lit més gran comparativament amb el planeta pare.

Encara que la seva superfície és inhòspita, la seva influència és extraordinària per a la vida a la Terra: la força de la seva gravetat va alterar l'òrbita terrestre, allargant el període de llum per donar temps a que les plantes duguessin a terme la fotosíntesi.

A la Lluna no hi ha atmosfera respirable, no té aigua líquida i té canvis bruscos de temperatura. Però gràcies a ella ocorren les estacions i les marees i així mateix va transformar l'atmosfera de la Terra per fer-la respirable.

Per si fos poc serveix com a guia per a l'agricultura i és una eterna font d'inspiració a científics, filòsofs, poetes i enamorats.

Satèl·lits naturals de Mart

Figura 5. Fobos i Deimos. Font: Wikimedia Commons. No machine-readable Autor provided. RHorning assumed (based on copyright claims)..

Són dos petits (uns 10 km de diàmetre màxim) i irregulars satèl·lits descoberts a finals de segle XIX per l'astrònom nord-americà Asaph Hall: Fobos i Deimos.

Probablement van venir de l'cinturó d'asteroides que separa els planetes interiors dels exteriors i van ser atrets per la gravetat marciana.

Orbiten molt a prop de el planeta vermell, sent Fobos el més proper, en una òrbita de 3000 km o menys. Els astrònoms creuen que acabarà per estavellar sobre la superfície marciana. Pel que fa a Deimos, possiblement aconsegueixi escapar de la gravetat de Mart per esdevenir un asteroide independent.

Satèl·lits naturals de Júpiter

Comparativa de mides entre els satèl·lits galileians, la Terra i la Lluna. Font: Wikimedia Commons. Hidra92.

El 4 satèl·lits majors de Júpiter van ser descoberts gràcies a l'telescopi acabat d'estrenar de Galileu, per això se'ls anomena satèl·lits galileians. Però el gegant gasós té res menys que 79 llunes fins ara, tot i que les llunes galileanas són les grans, equiparables en grandària a l'planeta Mercuri.

Un d'ells, Io, posseeix atmosfera, efectua una revolució completa al voltant de Júpiter en poc menys de 2 dies i té una densitat mitjana semblant a la de la Lluna.

Per la seva banda Europa és rocosa i posseeix una prima atmosfera. Tarda menys de 4 dies a donar-li la volta a l'planeta i els científics creuen que té activitat tectònica, igual que la Terra.

Ganímedes i Calisto són les llunes més grans i triguen una setmana a recórrer la seva òrbita. Ganímedes, la major de les llunes en tot el sistema solar, té camp magnètic propi, una tènue atmosfera amb oxigen i pot ser que contingui aigua líquida, a l'igual que Calisto.

Així mateix Júpiter posseeix gran quantitat d'altres llunes, tant regulars com irregulars, algunes possiblement formats per una part de la mateixa nebulosa que va originar a Júpiter per acreció. D'altres, sobretot les irregulars, segurament van ser capturades per la gravetat joviana quan van encertar a passar prou a prop de la planeta.

Satèl·lits naturals de Saturn

Mimas, satèl·lit de Saturn en imatge presa des del Cassini. Font: Wikimedia Commons.

Saturn és el planeta amb la major quantitat de satèl·lits, uns 82 segons recomptes recents. Formen un sistema bastant complex, en el qual destaquen els satèl·lits pastors, els troians, els que comparteixen òrbites i multitud de satèl·lits

El més important, per la seva grandària i perquè posseeix atmosfera és Titan. Aquesta lluna és la segona en grandària en tot el sistema solar, després de Ganímedes i és visible des de la Terra amb ajuda de l'telescopi.

A mitjan el segle XX Gerard Kuiper ja havia detectat metà en l'atmosfera de Tità, però gràcies a la missió Cassini-Huygens ara sabem que Tità és la llar de vents de fins a 210 m / s.

Per a efectes comparatius els huracans terrestres de categoria 5 són els més intensos i tenen vents amb velocitats d'una mica més de 70 m / s. Així mateix les pluges a Tità són de metà, de manera que el panorama és poc acollidor.

Mimas és un altre satèl·lit interessant de Saturn, encara que més petit que Titan. Ja ho esmentem abans com a pastor d'anells. Però el cridaner de la seva superfície gelada és un descomunal cràter d'impacte anomenat Herschel pel seu descobridor. Al centre de l'cràter hi ha una muntanya d'uns 6000 metres d'alçada.

Per la seva banda Jàpet es distingeix per tenir una banda marcadament més fosc que l'altre, encara que es desconeix la raó. També posseeix el seu propi cràter d'impacte gegantí de 500 km de diàmetre, es troba a gran distància de Saturn, molt més que els altres satèl·lits notables ia més l'òrbita està molt inclinada.

Satèl·lits naturals d'Urano

El satèl·lit Miranda fotografiat des del Voyager. NASA / JPL-Caltech

Fins a la data s'han comptabilitzat 27 satèl·lits de la planeta Urano, tots mancats d'atmosfera. Entre ells hi ha satèl·lits pastors, a l'igual que a Saturn.

En Urà es distingeixen dos grans grups de satèl·lits: els interiors i els exteriors. Els primers estan fets a força de gel i roca, mentre que dels segons encara no es coneix la composició.

Titània i Oberon són els satèl·lits majors d'Urano, però el gelat satèl·lit Miranda, el més petit dels satèl·lits principals, crida l'atenció a causa del seu caòtica superfície, que sembla haver patit innombrables impactes, o potser un extremadament violent.

També és possible que s'hagi vist molt afectat per les forces de marea causades pel planeta pare Urà i per això tingui aquest inquietant aspecte esquerdat.

Satèl·lits naturals de Neptú

Fins ara hi ha 15 satèl·lits de Neptú i el més cridaner és també el més gran: Tritó. Es tracta d'un món gelat més enllà de l'imaginable, ja que segons les dades, la superfície es troba a 37 K o -236.15 ° C.

En els pols sobretot abunden el nitrogen i altres gasos congelats com monòxid i diòxid de carboni. Vist des de l'espai, Tritó té una bella forma gairebé perfectament esfèrica, que el diferencia dels altres satèl·lits de Neptú, més irregulars.

Quant als altres satèl·lits de Neptú, aquests cauen en la categoria de satèl·lits irregulars, per la qual cosa és molt probable que el planeta els hagi capturat en algun moment.

Satèl·lits naturals de Plutó

Mida comparatiu Terra-Lluna i Plutó-Caront. Font: NASA a través de Wikimedia Commons.

El més conegut dels satèl·lits de Plutó és Caront, la grandària és semblant a el de la planeta pare, per la qual cosa es considera més aviat un sistema binari, en comptes d'un planeta i el seu satèl·lit.

Caront va ser descobert el 1975, descartant la possibilitat que Plutó hagués alguna vegada estat satèl·lit de Neptú. A més de l'binomi Plutó-Caront, hi ha quatre satèl·lits més de menor grandària, anomenats: Nix, Hydra, Cèrber i Estígia.

Plutó i Caront es troben en òrbites síncrones, és a dir que el temps que triguen a girar al voltant del seu eix és el mateix en el qual recorren l'òrbita.

referències

1. Carroll, B. An Introduction to Modern Astrophysics. 2nd. Edition. Pearson.
2. Geoenciclopedia. Satèl·lits naturals. Recuperat de: geoenciclopedia.com.
3. Howell, I. What is a Satellite? Recuperat de: space.com.
4. Oster, L. 1984. Astronomia Moderna. Editorial Reverté.
5. Wikipedia. Satèl·lit natural. Recuperat de: es.wikipedia.org.
6. Peale, S. 1999. Origin and Evolution of the Natural Satellites. Recuperat de: researchgate.net.