Saturno é bem conhecido por ser um gigante de gás e por seu impressionante sistema de anéis. Mas você ficaria surpreso ao saber que este planeta também possui as segundas luas do Sistema Solar, perdendo apenas para Júpiter? Sim, Saturno tem pelo menos 150 luas e moonlets no total, embora apenas 62 tenham confirmado órbitas e apenas 53 tenham recebido nomes oficiais.
A maioria dessas luas são corpos pequenos e gelados que são pouco mais do que partes de seu impressionante sistema de anéis. De fato, 34 das luas que foram nomeadas têm menos de 10 km de diâmetro, enquanto outras 14 têm 10 a 50 km de diâmetro. No entanto, algumas de suas luas internas e externas estão entre as maiores e mais dramáticas do Sistema Solar, medindo entre 250 e 5000 km de diâmetro e abrigando alguns dos maiores mistérios do Sistema Solar.
As luas de Saturno têm uma variedade de ambientes entre elas, e você será perdoado por querer passar uma missão inteira apenas olhando para seus satélites. Do titânio laranja e nebuloso às plumas geladas que emanam de Encélado, estudar o sistema de Saturno nos dá muitas coisas para pensar. Não é só isso, as descobertas da lua continuam chegando. Em abril de 2014, existem 62 satélites conhecidos de Saturno (exceto seus anéis espetaculares, é claro). Cinqüenta e três desses mundos são nomeados.
Descoberta e nomeação:
Antes da invenção da fotografia telescópica, oito das luas de Saturno eram observadas usando telescópios simples. O primeiro a ser descoberto foi Titã, a maior lua de Saturno, que foi observada por Christiaan Huygens em 1655 usando um telescópio de seu próprio projeto. Entre 1671 e 1684, Giovanni Domenico Cassini descobriu as luas de Tethys, Dione, Rhea e Iapetus - que ele chamou coletivamente de “Sider Lodoicea” (em latim para “Estrelas Louisianas”, em homenagem ao rei Luís XIV da França).
Em 1789, William Herschel descobriu Mimas e Encélado, enquanto os astrônomos de pai e filho W.C Bond e G.P. Bond descobriu o Hyperion em 1848 - que foi descoberto por William Lassell de forma independente no mesmo ano. No final do século XIX, a invenção de placas fotográficas de longa exposição permitiu a descoberta de mais luas - a primeira das quais Phoebe, observada em 1899 por W.H. Pickering.
Em 1966, o décimo satélite de Saturno foi descoberto pelo astrônomo francês Audouin Dollfus, que mais tarde foi nomeado Janus. Alguns anos depois, percebeu-se que suas observações só poderiam ser explicadas se outro satélite estivesse presente com uma órbita semelhante à de Janus. Esta décima primeira lua foi nomeada mais tarde Epimeteu, que compartilha a mesma órbita com Janus e é o único co-orbital conhecido no Sistema Solar.
Em 1980, três luas adicionais foram descobertas e posteriormente confirmadas pelo Viajante sondas. Eles eram as luas de Troia (veja abaixo) de Helene (que orbita Dione), bem como Telesto e Calypso (que orbitam Tethys).
O estudo dos planetas exteriores foi revolucionado pelo uso de sondas espaciais não tripuladas. Isso começou com a chegada do Viajante espaçonave ao sistema croniano em 1980-81, que resultou na descoberta de três luas adicionais - Atlas, Prometheus e Pandora - elevando o total para 17. Em 1990, imagens arquivadas também revelaram a existência de Pan.
Isto foi seguido pelo Cassini-Huygens missão, que chegou a Saturno no verão de 2004. Inicialmente, Cassini descobriram três pequenas luas internas, incluindo Methone e Pallene entre Mimas e Encélado, bem como a segunda lua lagrangiana de Dione - Polideuces. Em novembro de 2004, Cassini os cientistas anunciaram que várias outras luas devem estar orbitando dentro dos anéis de Saturno. A partir desses dados, foram confirmados vários luar e as luas de Daphnis e Anthe.
O estudo das luas de Saturno também foi auxiliado pela introdução de dispositivos digitais acoplados à carga, que substituíram as placas fotográficas no final do século XX. Por causa disso, os telescópios terrestres começaram a descobrir várias novas luas irregulares em torno de Saturno. Em 2000, três telescópios de tamanho médio encontraram treze novas luas com órbitas excêntricas que estavam a uma distância considerável do planeta.
Em 2005, os astrônomos que usavam o Observatório Mauna Kea anunciaram a descoberta de mais doze pequenas luas externas. Em 2006, astrônomos que usavam o Telescópio Subaru do Japão em Mauna Kea relataram a descoberta de mais nove luas irregulares. Em abril de 2007, foi anunciado o Tarqeq (S / 2007 S 1) e, em maio do mesmo ano, S / 2007 S 2 e S / 2007 S 3.
Os nomes modernos das luas de Saturno foram sugeridos por John Herschel (filho de William Herschel) em 1847. De acordo com a nomenclatura dos outros planetas, ele propôs que eles tivessem o nome de figuras mitológicas associadas ao deus romano da agricultura e colheita - Saturno, o equivalente ao Cronus grego. Em particular, os sete satélites conhecidos receberam o nome de Titãs, Titãs e Gigantes - os irmãos e irmãs de Cronos.
Em 1848, Lassell propôs que o oitavo satélite de Saturno fosse nomeado Hyperion em homenagem a outro Titã. Quando no século 20, os nomes de Titãs foram esgotados, as luas foram nomeadas após diferentes personagens da mitologia greco-romana, ou gigantes de outras mitologias. Todas as luas irregulares (exceto Phoebe) têm o nome de deuses inuit e gaulês e gigantes do gelo nórdico.
As grandes luas interiores de Saturno:
As luas de Saturno são agrupadas com base em seu tamanho, órbita e proximidade com Saturno. As luas mais internas e as luas regulares têm pequenas inclinações e excentricidades orbitais e progridem órbitas. Enquanto isso, as luas irregulares nas regiões ultraperiféricas têm raios orbitais de milhões de quilômetros, períodos orbitais que duram vários anos e se movem em órbitas retrógradas.
As Luas Grandes Internas de Saturno, que orbitam dentro do Anel E (veja abaixo), incluem os satélites maiores Mimas, Encélado, Tétis e Dione. Essas luas são compostas principalmente por gelo de água e acredita-se que sejam diferenciadas em um núcleo rochoso e um manto e crosta gelados. Com um diâmetro de 396 km e uma massa de 0,4 × 1020 kg, Mimas é a menor e menos massiva dessas luas. Tem forma ovóide e orbita Saturno a uma distância de 185.539 km, com um período orbital de 0,9 dias.
Algumas pessoas, brincando, chamam Mimas de lua da “Estrela da Morte” por causa da cratera em sua superfície que se assemelha à máquina daGuerra das Estrelasuniverso. A cratera Herschel de 140 km (88 milhas) tem cerca de um terço do diâmetro da própria lua e poderia ter criado fraturas (chasmata) no lado oposto da lua. De fato, existem crateras em toda a pequena superfície da lua, tornando-a entre as mais marcadas no Sistema Solar.
Encélado, entretanto, tem um diâmetro de 504 km, uma massa de 1,1 × 1020 km e é de forma esférica. Ele orbita Saturno a uma distância de 237.948 km e leva 1,4 dias para concluir uma única órbita. Embora seja uma das luas esféricas menores, é a única lua croniana que é endogenamente ativa - e um dos menores corpos conhecidos no Sistema Solar que é geologicamente ativo. Isso resulta em recursos como as famosas "listras de tigre" - uma série de falhas contínuas, sulcadas, ligeiramente curvas e aproximadamente paralelas nas latitudes polares do sul da lua.
Grandes gêiseres também foram observados na região polar do sul que periodicamente liberam plumas de gelo, gás e poeira d'água que reabastecem o anel E de Saturno. Esses jatos são uma das várias indicações de que Encélado tem água líquida sob sua crosta gelada, onde os processos geotérmicos liberam calor suficiente para manter um oceano de água quente mais próximo do seu núcleo.
A lua possui pelo menos cinco tipos diferentes de terreno, uma superfície geológica “jovem” de menos de 100 milhões de anos. Com um albedo geométrico de mais de 140%, devido ao fato de ser composto em grande parte por gelo d'água, Enceladus é um dos objetos mais brilhantes conhecidos no Sistema Solar.
Com 1066 km de diâmetro, Tethys é a segunda maior das luas interiores de Saturno e a 16ª maior lua do Sistema Solar. A maior parte de sua superfície é composta por terrenos com muitas crateras e montanhosas e uma região de planícies menor e mais suave. Suas características mais proeminentes são a grande cratera de impacto de Odisseu, que mede 400 km de diâmetro, e um vasto sistema de cânion chamado Ithaca Chasma - que é concêntrico com Odisseu e mede 100 km de largura, 3 a 5 km de profundidade e 2.000 km de comprimento.
Com diâmetro e massa de 1.123 km e 11 × 1020 kg, Dione é a maior lua interior de Saturno. A maioria da superfície de Dione é um terreno antigo com muitas crateras, com crateras que medem até 250 km de diâmetro. No entanto, a lua também é coberta por uma extensa rede de canais e lineamentos, que indicam que no passado ela possuía atividade tectônica global.
Está coberto de desfiladeiros, rachaduras e crateras e é coberto de poeira no anel E que veio originalmente de Encélado. A localização dessa poeira levou os astrônomos a teorizar que a lua girava cerca de 180 graus em relação à sua disposição original no passado, talvez devido a um grande impacto.
As grandes luas externas de Saturno:
As Grandes Luas Externas, que orbitam fora do Anel E de Saturno, são similares em composição às Luas Internas - ou seja, compostas principalmente por gelo e rocha de água. Destes, Rhea é o segundo maior - medindo 1.527 km de diâmetro e 23 × 1020 kg em massa - e a nona maior lua do Sistema Solar. Com um raio orbital de 527.108 km, é a quinta mais distante das luas maiores e leva 4,5 dias para concluir uma órbita.
Como outros satélites da Crônia, Rhea tem uma superfície com crateras bastante pesadas e algumas fraturas grandes em seu hemisfério. Rhea também possui duas bacias de impacto muito grandes em seu hemisfério anti-Saturniano - a cratera Tirawa (semelhante a Odisseu em Tétis) e uma cratera ainda sem nome - que mede 400 e 500 km de diâmetro, respectivamente.
Rhea tem pelo menos duas seções principais, a primeira sendo crateras brilhantes com crateras maiores que 40 km (25 milhas) e uma segunda seção com crateras menores. Acredita-se que a diferença nesses recursos seja evidência de um grande evento de recapeamento em algum momento no passado de Rhea.
Com 5150 km de diâmetro e 1.350 × 1020 kg de massa, Titã é a maior lua de Saturno e compreende mais de 96% da massa em órbita ao redor do planeta. Titã também é a única lua grande a ter sua própria atmosfera, que é fria, densa e composta principalmente de nitrogênio com uma pequena fração de metano. Os cientistas também observaram a presença de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos na atmosfera superior, bem como cristais de gelo de metano.
A superfície de Titã, que é difícil de observar devido à persistente neblina atmosférica, mostra apenas algumas crateras de impacto, evidências de vulcões crio-vulcânicos e campos de dunas longitudinais aparentemente modelados pelos ventos das marés. Titã também é o único corpo no Sistema Solar ao lado da Terra com corpos de líquido em sua superfície, na forma de lagos metano-etano nas regiões polares norte e sul de Titã.
Titã também se destaca por ser a única lua da Crônia que já teve uma sonda pousada nela. Este foi o pousador Huygens, que foi transportado para o mundo nebuloso pela sonda Cassini. Os "processos semelhantes à Terra" e a atmosfera espessa de Titã estão entre as coisas que fazem este mundo se destacar para os cientistas, que incluem suas chuvas de etano e metano na atmosfera e flui na superfície.
Com uma distância orbital de 1.221.870 km, é a segunda maior lua de Saturno, e completa uma única órbita a cada 16 dias. Como Europa e Ganímedes, acredita-se que Titã tenha um oceano subterrâneo feito de água misturada com amônia, que pode entrar em erupção na superfície da lua e levar ao crio-vulcanismo.
Hyperion é o vizinho imediato de Titã. Com um diâmetro médio de cerca de 270 km, é menor e mais leve que Mimas. Também tem uma forma irregular e uma composição bastante estranha. Essencialmente, a lua é um corpo ovóide, de cor bronzeada, com uma superfície extremamente porosa (que se assemelha a uma esponja). A superfície do Hyperion é coberta por inúmeras crateras de impacto, a maioria das quais com 2 a 10 km de diâmetro. Também possui uma rotação altamente imprevisível, sem polos ou equadores bem definidos.
A 1.470 km de diâmetro e 18 × 1020 kg de massa, Iapetus é a terceira maior das grandes luas de Saturno. E a uma distância de 3.560.820 km de Saturno, é a mais distante das grandes luas e leva 79 dias para concluir uma única órbita. Devido à sua cor e composição incomuns - seu hemisfério principal é escuro e preto, enquanto seu hemisfério posterior é muito mais brilhante - é frequentemente chamado de "yin e yang" das luas de Saturno.
Luas Irregulares de Saturno:
Além dessas luas maiores, estão as luas irregulares de Saturno. Esses satélites são pequenos, têm raios grandes, são inclinados, têm órbitas retrógradas e acredita-se que foram adquiridos pela gravidade de Saturno. Essas luas são compostas por três grupos básicos - o Grupo Inuit, o Grupo Gálico e o Grupo Nórdico.
O Grupo Inuit consiste em cinco luas irregulares, todas nomeadas da mitologia Inuit - Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq e Tarqeq. Todos têm órbitas progressivas que variam de 11,1 a 17,9 milhões de km e de 7 a 40 km de diâmetro. Todos têm aparência semelhante (em tom avermelhado) e têm inclinações orbitais entre 45 e 50 °.
O grupo gaulês é um grupo de quatro luas exteriores progressivas nomeadas por personagens da mitologia gaulesa - Albiorix, Bebhionn, Erriapus e Tarvos. Aqui também, as luas têm aparência semelhante e têm órbitas que variam de 16 a 19 milhões de km. Suas inclinações estão na faixa de 35 ° -40 °, suas excentricidades em torno de 0,53 e variam em tamanho de 6 a 32 km.
Por fim, existe o grupo nórdico, que consiste em 29 luas externas retrógradas que recebem seus nomes da mitologia nórdica. Esses satélites variam em tamanho de 6 a 18 km, distâncias entre 12 e 24 milhões de km, inclinações entre 136 ° e 175 ° e excentricidades entre 0,13 e 0,77. Este grupo também é conhecido como grupo Phoebe, devido à presença de uma única lua maior no grupo - que mede 240 km de diâmetro. A segunda maior, Ymir, mede 18 km de diâmetro.
Dentro das Luas Grandes Internas e Externas, há também aquelas pertencentes ao grupo Alkyonide. Essas luas - Methone, Anthe e Pallene - têm o nome dos alquimidas da mitologia grega, estão localizadas entre as órbitas de Mimas e Encélado e estão entre as menores luas em torno de Saturno. Algumas das luas maiores têm até luas próprias, conhecidas como luas de Troia. Por exemplo, Tethys tem dois cavalos de Troia - Telesto e Calypso, enquanto Dione tem Helene e Polydeuces.
Formação da Lua:
Pensa-se que a lua de Titã, Saturno, suas luas e anéis de tamanho médio se desenvolveram de uma maneira mais próxima das luas galileanas de Júpiter. Em suma, isso significaria que as luas regulares se formavam a partir de um disco circunplanetário, um anel de gás acumulado e detritos sólidos semelhantes a um disco protoplanetário. Enquanto isso, acredita-se que as luas externas e irregulares tenham sido objetos capturados pela gravidade de Saturno e que permaneceram em órbitas distantes.
No entanto, existem algumas variações nessa teoria. Em um cenário alternativo, duas luas do tamanho de Titã foram formadas a partir de um disco de acúmulo em torno de Saturno; a segunda acabou se rompendo para produzir os anéis e as luas internas de tamanho médio. Em outro, duas grandes luas se fundiram para formar Titã, e a colisão espalhou detritos gelados que se formaram para criar as luas de tamanho médio.
No entanto, a mecânica de como a lua se formou permanece um mistério por enquanto. Com missões adicionais montadas para estudar as atmosferas, composições e superfícies dessas luas, podemos começar a entender de onde elas realmente vieram.
Assim como Júpiter, e todos os outros gigantes do gás, o sistema de satélites de Saturno é extenso e impressionante. Além das luas maiores que se acredita terem se formado a partir de um enorme campo de destroços que uma vez orbitou, ele também possui inúmeros satélites menores que foram capturados por seu campo gravitacional ao longo de bilhões de anos. Pode-se imaginar quantos ainda restam para serem encontrados orbitando o gigante com anéis.
Temos muitos artigos excelentes sobre Saturno e sua lua aqui na Space Magazine. Por exemplo, aqui está quantas luas Saturno tem? e Saturno está criando uma lua nova?
Aqui está um artigo sobre a descoberta da 60ª lua de Saturno, e outro artigo sobre como as luas de Saturno podem estar criando novos anéis.
Deseja mais informações sobre as luas de Saturno? Confira as informações da Cassini da NASA sobre as luas de Saturno e muito mais no site de exploração do sistema solar da NASA.
Nós gravamos dois episódios de Astronomy Cast quase sobre Saturno. O primeiro é o episódio 59: Saturno, e o segundo é o episódio 61: luas de Saturno.
Fontes:
- NASA- Missão Cassini - Luas de Saturno
- Luas de Saturno (Agência Espacial Européia)
- Missão do Solstício de Cassini (NASA)
- Cassini-Huygens (Agência Espacial Europeia)
- Laboratório Central de Operações da Cassini Imaging (CICLOPS)
