Por milênios, os seres humanos olharam para o céu noturno e ficaram maravilhados com a lua. Para muitas culturas antigas, representava uma divindade, e seus ciclos receberam um significado divino. Na época da Antiguidade Clássica e da Idade Média, a Lua era considerada um corpo celeste que orbitava a Terra, bem como os outros planetas conhecidos da época (Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno).
No entanto, nossa compreensão das luas foi revolucionada quando, em 1610, o astrônomo Galileu Galilei apontou seu telescópio para Júpiter e notou "quatro estrelas errantes" ao redor de Júpiter. Desse ponto em diante, os astrônomos passaram a entender que outros planetas além da Terra podem ter suas próprias luas - em alguns casos, várias dezenas ou mais. Então, quantas luas existem no Sistema Solar?
Na verdade, responder a essa pergunta requer um pouco de esclarecimento primeiro. Se estamos falando de luas confirmadas que orbitam qualquer um dos planetas do Sistema Solar (isto é, aqueles que são consistentes com a definição adotada pela IAU em 2006), então podemos dizer que existem atualmente 173 luas conhecidas. Se, no entanto, abrirmos o chão para planetas anões que têm objetos em sua órbita, o número sobe para 182.
No entanto, mais de 200 luas de pequenos planetas também foram observadas no Sistema Solar (em janeiro de 2012). Isso inclui os 76 objetos conhecidos no cinturão de asteróides com satélites, quatro cavalos de Tróia de Júpiter, 39 objetos próximos à Terra (dois com dois satélites cada), 14 cruzadores de Marte e 84 satélites naturais de objetos trans-netunianos. E cerca de 150 pequenos corpos adicionais foram observados dentro dos anéis de Saturno. Se incluirmos tudo isso, podemos dizer que o Sistema Solar tem 545 satélites conhecidos.
Sistema solar interno:
Os planetas do sistema solar interno - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - são todos planetas terrestres, o que significa que são compostos de rochas siliciosas e minerais diferenciados entre um núcleo metálico e um manto e crosta de silicato. Por várias razões, existem poucos satélites nessa região do Sistema Solar.
No total, apenas três satélites naturais existem em órbita de corpos planetários no Sistema Solar Interior - Terra e Marte. Enquanto os cientistas teorizam que havia luas em torno de Mercúrio e Vênus no passado, acredita-se que essas luas tenham impactado a superfície há muito tempo. A razão dessa escassez de satélites tem muito a ver com a influência gravitacional do Sol.
Mercúrio e Vênus estão muito perto do Sol (e, no caso de Mercúrio, muito fraco em termos de força gravitacional) para agarrar um objeto que passava, ou agarrar anéis de detritos em órbita que poderiam ter se unido para formar um satélite hora extra. Terra e Marte foram capazes de reter satélites, mas principalmente porque são os mais exteriores dos planetas interiores.
A Terra tem apenas um satélite natural, com o qual estamos familiarizados - a Lua. Com um raio médio de 1737 km e uma massa de 7,3477 x 10²² kg, a Lua tem 0,273 vezes o tamanho da Terra e 0,0123 como massa, o que é bastante grande para um satélite. É também a segunda lua mais densa do nosso Sistema Solar (depois de Io), com uma densidade média de 3,3464 g / cm³.
Várias teorias foram propostas para a formação da Lua. A hipótese predominante hoje é que o sistema Terra-Lua se formou como resultado de um impacto entre a recém-formada proto-Terra e um objeto do tamanho de Marte (chamado Theia), cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. Esse impacto teria explodido o material de ambos os objetos em órbita, onde acabou sendo acumulado para formar a Lua.
Marte, enquanto isso, tem duas luas - Phobos e Deimos. Como a nossa própria Lua, as duas luas marcianas estão presas a Marte, de modo que sempre apresentam a mesma face ao planeta. Comparados à nossa Lua, eles têm uma aparência áspera e parecida com um asteróide e também são muito menores. Daí a teoria predominante de que eles já foram asteróides que foram expulsos do cinturão principal pela gravidade de Júpiter e depois adquiridos por Marte.
A lua maior é Phobos, cujo nome vem da palavra grega que significa "medo" (ou seja, fobia). Phobos mede apenas 22,7 km de diâmetro e tem uma órbita que o coloca mais perto de Marte que Deimos. Comparado com a própria lua da Terra - que orbita a uma distância de 384.403 km de distância do nosso planeta - Phobos orbita a uma distância média de apenas 9.377 km acima de Marte.
A segunda lua de Marte é Deimos, que leva o nome da palavra grega para pânico. É ainda menor, medindo apenas 12,6 km de diâmetro e também tem uma forma menos irregular. Sua órbita a coloca muito mais longe de Marte, a uma distância de 23.460 km, o que significa que Deimos leva 30,35 horas para concluir uma órbita em torno de Marte.
Essas três luas são a soma total de luas encontradas no Sistema Solar Interior (pelo menos, pela definição convencional). Mas, olhando para o exterior, vemos que isso é realmente apenas a ponta do iceberg. Pensar que uma vez acreditávamos que a Moon era o único de seu tipo!
Sistema solar exterior:
Além do cinturão de asteróides (e da linha de geada), as coisas se tornam bem diferentes. Nesta região do sistema solar, todo planeta tem um sistema substancial de luas; no caso de Júpiter e Saturno, chegando talvez às centenas. Até agora, um total de 170 luas foram confirmadas orbitando os planetas exteriores, enquanto várias centenas de outras orbitam corpos menores e asteróides.
Devido ao seu imenso tamanho, massa e força gravitacional, Júpiter possui o maior número de satélites de qualquer planeta do Sistema Solar. Atualmente, o sistema joviano inclui 67 luas conhecidas, embora se calcule que possa ter até 200 luas e moonlets (a maioria ainda não foi confirmada e classificada).
As quatro maiores luas jovianas são conhecidas como as luas da Galiléia (em homenagem ao seu descobridor, Galileu Galilei). Eles incluem: Io, o corpo mais vulcanicamente ativo em nosso Sistema Solar; Europa, que é suspeita de ter um oceano subterrâneo maciço; Ganimedes, a maior lua do nosso Sistema Solar; e Callisto, que também é considerado um oceano subterrâneo e apresenta alguns dos materiais de superfície mais antigos do Sistema Solar.
Depois, há o Grupo Interno (ou grupo Amalteia), composto por quatro pequenas luas com diâmetros inferiores a 200 km, orbitando a raios inferiores a 200.000 km e com inclinações orbitais inferiores a meio grau. Este grupo inclui as luas de Metis, Adrastea, Amalthea e Thebe. Juntamente com uma série de lunetas internas ainda não vistas, essas luas reabastecem e mantêm o fraco sistema de anéis de Júpiter.
Júpiter também possui uma variedade de satélites irregulares, que são substancialmente menores e têm órbitas mais distantes e excêntricas do que as outras. Essas luas são divididas em famílias que têm semelhanças em órbita e composição, e acredita-se que sejam o resultado de colisões de objetos grandes que foram capturados pela gravidade de Júpiter.
Semelhante a Júpiter, estima-se que Saturno tenha pelo menos 150 luas e moonlets, mas apenas 53 dessas luas receberam nomes oficiais. Destes, 34 têm menos de 10 km de diâmetro e outros 14 têm entre 10 e 50 km de diâmetro. No entanto, algumas de suas luas internas e externas são bastante grandes, variando de 250 a mais de 5000 km.
Tradicionalmente, a maioria das luas de Saturno recebeu o nome de Titãs da mitologia grega e é agrupada 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, que orbitam dentro do Anel E, incluem os satélites maiores Mimas Enceladus, Tethys 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. 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.
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 crio-vulcões 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.
Urano possui 27 satélites conhecidos, que são divididos nas categorias de luas maiores, luas interiores e luas irregulares (semelhantes a outros gigantes gasosos). As maiores luas de Urano são, em ordem de tamanho, Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon e Titânia. Essas luas variam em diâmetro e massa de 472 km e 6,7 × 1019 kg para Miranda a 1578 km e 3,5 × 1021 kg para o Titania. Cada uma dessas luas é particularmente escura, com baixa ligação e albedos geométricos. Ariel é o mais brilhante, enquanto Umbriel é o mais escuro.
Acredita-se que todas as grandes luas de Urano tenham se formado no disco de acreção, que existia em torno de Urano por algum tempo após a sua formação ou resultou do grande impacto sofrido por Urano no início de sua história. Cada um é composto por quantidades aproximadamente iguais de rocha e gelo, exceto Miranda, que é feito principalmente de gelo.
O componente de gelo pode incluir amônia e dióxido de carbono, enquanto se acredita que o material rochoso seja composto de material carbonáceo, incluindo compostos orgânicos (semelhantes a asteróides e cometas). Acredita-se que suas composições sejam diferenciadas, com um manto gelado em torno de um núcleo rochoso.
Netuno possui 14 satélites conhecidos, todos com exceção de um dos quais têm o nome de divindades gregas e romanas do mar (exceto S / 2004 N 1, que atualmente não tem nome). Essas luas são divididas em dois grupos - as luas regulares e irregulares - com base em sua órbita e proximidade a Netuno. As luas regulares de Netuno - Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 e Proteus - são as que estão mais próximas do planeta e seguem órbitas circulares e progressivas que estão no plano equatorial do planeta.
As luas irregulares de Netuno consistem nos satélites restantes do planeta (incluindo Triton). Eles geralmente seguem órbitas excêntricas inclinadas e freqüentemente retrógradas longe de Netuno. A única exceção é Triton, que orbita próximo ao planeta, seguindo uma órbita circular, embora retrógrada e inclinada.
Em ordem de distância do planeta, as luas irregulares são Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso e Psamathe - um grupo que inclui objetos progressivos e retrógrados. Com exceção de Triton e Nereid, as luas irregulares de Netuno são semelhantes às de outros planetas gigantes e acredita-se que foram capturadas gravitacionalmente por Netuno.
Com um diâmetro médio de cerca de 2700 km (mi) e uma massa de 214080 ± 520 x 1017 kg, Triton é a maior das luas de Netuno e a única grande o suficiente para alcançar o equilíbrio hidrostático (ou seja, de forma esférica). A uma distância de 354.759 km de Netuno, também fica entre as luas interna e externa do planeta.
Essas luas compõem a maior parte dos satélites naturais encontrados no Sistema Solar. No entanto, graças à exploração contínua e melhorias feitas em nossa instrumentação, os satélites também estão sendo descobertos em órbita em torno de corpos menores.
Planetas anões e outros corpos:
Como já observado, existem vários planetas anões, TNOs e outros corpos no Sistema Solar que também têm suas próprias luas. Estes consistem principalmente nos satélites naturais que foram confirmados em órbita de Plutão, Eris, Haumea e Makemake. Com cinco satélites em órbita, Plutão tem as luas mais confirmadas (embora isso possa mudar com mais observações).
O maior e mais próximo em órbita de Plutão é Caronte. Esta lua foi identificada pela primeira vez em 1978 pelo astrônomo James Christy usando placas fotográficas do Observatório Naval dos Estados Unidos (USNO) em Washington, DC Além de Charon, estão as outras quatro luas circumbinárias - Styx, Nix, Kerberos e Hydra, respectivamente.
Nix e Hydra foram descobertos simultaneamente em 2005 pela Equipe de Pesquisa de Companheiros de Plutão usando o Telescópio Espacial Hubble. A mesma equipe descobriu o Kerberos em 2011. O quinto e último satélite, Styx, foi descoberto pela sonda New Horizons em 2012, enquanto capturava imagens de Plutão e Charon.
Charon, Styx e Kerberos são maciços o suficiente para ter colapsado em uma forma de esferóide sob sua própria gravidade. Nix e Hydra, enquanto isso, têm uma forma oblonga. O sistema Plutão-Caronte é incomum, pois é um dos poucos sistemas no Sistema Solar cujo baricentro fica acima da superfície do primário. Em resumo, Plutão e Caronte orbitam um ao outro, fazendo com que alguns cientistas afirmem que é um "sistema de anões duplos" em vez de um planeta anão e uma lua em órbita.
Além disso, é incomum que cada corpo esteja travado de forma ordenada ao outro. Caronte e Plutão sempre apresentam a mesma face um para o outro; e de qualquer posição em um dos corpos, o outro está sempre na mesma posição no céu ou sempre obscurecido. Isso também significa que o período de rotação de cada um é igual ao tempo que leva para todo o sistema girar em torno de seu centro de gravidade comum.
Em 2007, observações do Observatório Gemini de amostras de hidratos de amônia e cristais de água na superfície de Charon sugeriram a presença de crio-gêiseres ativos. Isso parece indicar que Plutão tem um oceano subterrâneo quente na temperatura e que o núcleo é geologicamente ativo. Acredita-se que as luas de Plutão tenham sido formadas por uma colisão entre Plutão e um corpo de tamanho semelhante no início da história do Sistema Solar. A colisão liberou material que se consolidou nas luas ao redor de Plutão.
Em segundo lugar está Haumea, que tem duas luas conhecidas - Hi'iaka e Namaka - que são nomeadas em homenagem às filhas da deusa havaiana. Ambos foram descobertos em 2005 pela equipe de Brown enquanto realizavam observações de Haumea no W.M. Observatório Keck. Hi'iaka, que foi inicialmente apelidado de "Rudolph" pela equipe Caltech, foi descoberto em 26 de janeiro de 2005.
É o exterior e - com aproximadamente 310 km de diâmetro - o maior e mais brilhante dos dois, e orbita Haumea em um caminho quase circular a cada 49 dias. Observações infravermelhas indicam que sua superfície é quase inteiramente coberta por gelo de água cristalina pura. Por causa disso, Brown e sua equipe especularam que a lua é um fragmento de Haumea que se interrompeu durante uma colisão.
Namaka, a menor e mais interna das duas, foi descoberta em 30 de junho de 2005 e apelidada de "Blitzen". É um décimo da massa de Hi‘iaka e orbita Haumea em 18 dias em uma órbita altamente elíptica. Ambas as luas circundam Haumea são órbitas altamente excêntricas. Ainda não foram feitas estimativas quanto à sua massa.
Eris tem uma lua chamada Dysnomia, que tem o nome da filha de Eris na mitologia grega, que foi observada pela primeira vez em 10 de setembro de 2005 - alguns meses após a descoberta de Eris. A lua foi vista por uma equipe que usava os telescópios Keck no Havaí, que estavam ocupados realizando observações dos quatro TNOs mais brilhantes (Plutão, Makemake, Haumea e Eris) na época.
Em abril de 2016, observações usando o telescópio espacial HubbleA Wide Field Camera 3 da revelou que Makemake tinha um satélite natural - designado S / 2015 (136472) 1 (apelidado de MK 2 pela equipe de descoberta). É estimado em 175 km (110 milhas) km de diâmetro e possui um eixo semi-principal a pelo menos 21.000 km (13.000 milhas) de Makemake.
Maiores e menores luas:
O título de maior lua do Sistema Solar vai para Ganimedes, que mede 5262,4 quilômetros (3270 milhas) de diâmetro. Isso não apenas a torna maior que a Lua da Terra, mas também maior que o planeta Mercúrio - embora tenha apenas metade da massa de Mercúrio. Quanto ao menor satélite, existe uma ligação entre S / 2003 J 9 e S / 2003 J 12. Esses dois satélites, ambos os quais orbitam Júpiter, medem cerca de 1 km (0,6 mi) de diâmetro.
Uma coisa importante a ser observada ao discutir o número de luas conhecidas no Sistema Solar é que a palavra-chave aqui é "conhecida". A cada ano que passa, mais satélites são confirmados, e a grande maioria dos que conhecemos agora só foi descoberta nas últimas décadas. À medida que nossos esforços de exploração continuam e nossos instrumentos melhoram, podemos descobrir que há centenas mais à espreita por aí!
Escrevemos muitos artigos interessantes sobre as luas do Sistema Solar aqui na Space Magazine. Aqui está o que é a maior lua do sistema solar? Quais são os planetas do sistema solar ?, Quantas luas a Terra possui ?, Quantas luas possui Marte ?, Quantas luas possui Júpiter ?, Quantas luas possui Saturno ?, Quantas luas possui Saturno ?, Quantas luas possui Urano ?, Quantas luas Netuno possui?
Para obter mais informações, verifique a página de exploração do sistema solar da NASA.
Gravamos toda uma série de podcasts sobre o Sistema Solar no Astronomy Cast. Confira aqui.
Fontes:
- Sistema Solar da NASA
- Wikipedia
- Exploração do Sistema Solar da NASA
- Janelas para o universo
- Arquivo de Johnston - asteróides com satélites
