Quel est le nom d'un satellite naturel qui orbite autour d'une planète ?
Lune
Un satellite naturel ou une lune est un corps céleste qui orbite autour d'un autre corps céleste de plus grande masse (par exemple une planète, une étoile ou une planète naine), appelé son principal. Par exemple, la Lune est un satellite naturel de la Terre et la Terre est un satellite naturel du Soleil. Parmi les planètes intérieures, Mercure et Vénus n’ont pas de satellites naturels ; La Terre possède un grand satellite naturel, connu sous le nom de Lune ; et Mars possède deux minuscules satellites naturels, Phobos et Deimos. Les planètes géantes possèdent de vastes systèmes de satellites naturels, dont une demi-douzaine de taille comparable à la Lune terrestre : les quatre lunes galiléennes, Titan de Saturne et Triton de Neptune. Saturne possède six satellites naturels supplémentaires de taille moyenne, suffisamment massifs pour avoir atteint l'équilibre hydrostatique, et Uranus en possède cinq. Il a été suggéré que certains satellites pourraient potentiellement abriter de la vie. Le système Terre-Lune est unique en ce sens que le rapport entre la masse de la Lune et la masse de la Terre est bien supérieur à celui de tout autre rapport naturel-satellite-planète du système solaire (bien qu'il existe des systèmes de planètes mineures avec même ratios plus élevés, notamment le système Pluton-Charon). On pense généralement que les satellites naturels en orbite relativement près de la planète sur des orbites circulaires progrades et non inclinées (satellites réguliers) ont été formés à partir de la même région d'effondrement du disque protoplanétaire qui a créé son disque primaire. En revanche, on pense que les satellites irréguliers (généralement en orbite sur des orbites lointaines, inclinées, excentriques et/ou rétrogrades) sont des astéroïdes capturés et éventuellement fragmentés par des collisions. La plupart des principaux satellites naturels du système solaire ont des orbites régulières, tandis que la plupart des petits satellites naturels ont des orbites irrégulières. La Lune et peut-être Charon sont des exceptions parmi les grands corps dans la mesure où on pense qu'ils sont issus de la collision de deux grands objets proto-planétaires (voir l'hypothèse de l'impact géant). On prévoit que le matériau qui aurait été placé en orbite autour du corps central se serait réaccrété pour former un ou plusieurs satellites naturels en orbite. Contrairement aux corps de taille planétaire, on pense que les lunes d’astéroïdes se forment généralement par ce processus. Triton est une autre exception ; bien que grande et sur une orbite circulaire étroite, son mouvement est rétrograde et on pense qu'il s'agit d'une planète naine capturée. Protée, la lune de Neptune, est le plus grand satellite naturel de forme irrégulière. Tous les autres satellites naturels connus qui ont au moins la taille de Miranda d'Uranus se sont transformés en ellipsoïdes arrondis sous équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sont des « satellites ronds/arrondis ». Les plus gros satellites naturels, étant verrouillés par les marées, tendent vers des formes ovoïdes (en forme d'œuf) : accroupis à leurs pôles et avec des axes équatoriaux plus longs dans la direction de leurs primaires (leurs planètes) que dans la direction de leur mouvement. La lune de Saturne, Mimas, par exemple, a un grand axe 9 % plus grand que son axe polaire et 5 % plus grand que son autre axe équatorial. Méthone, une autre lune de Saturne, ne mesure qu'environ 3 km de diamètre et est visiblement en forme d'œuf. L’effet est moindre sur les plus gros satellites naturels, où leur propre gravité est plus grande par rapport aux effets de distorsion des marées, en particulier ceux qui gravitent autour de planètes moins massives ou, comme dans le cas de la Lune, à de plus grandes distances. Parmi les dix-neuf satellites naturels connus du système solaire qui sont suffisamment massifs pour être tombés en équilibre hydrostatique, plusieurs restent géologiquement actifs aujourd’hui. Io est le corps volcanique le plus actif du système solaire, tandis qu'Europe, Encelade, Titan et Triton présentent des preuves d'une activité tectonique et d'un cryovolcanisme continus. Dans les trois premiers cas, l’activité géologique est alimentée par le réchauffement des marées résultant d’orbites excentriques proches de leurs planètes géantes primaires. (Ce mécanisme aurait également fonctionné sur Triton dans le passé, avant que son orbite ne soit circularisée.) De nombreux autres satellites naturels, tels que la Lune, Ganymède, Téthys et Miranda, montrent des preuves d'une activité géologique passée, résultant de sources d'énergie telles que le la désintégration de leurs radio-isotopes primordiaux, des excentricités orbitales passées plus importantes (dues dans certains cas à des résonances orbitales passées), ou la différenciation ou le gel de leurs intérieurs. Encelade et Triton ont tous deux des caractéristiques actives ressemblant à des geysers, bien que dans le cas de Triton, le chauffage solaire semble fournir l'énergie. Titan et Triton ont des atmosphères significatives ; Titan possède également des lacs d'hydrocarbures et probablement des pluies de méthane. On pense que quatre des plus grands satellites naturels, Europe, Ganymède, Callisto et Titan, possèdent des océans souterrains d'eau liquide, tandis que le plus petit Encelade pourrait avoir de l'eau liquide souterraine localisée. Le premier satellite naturel connu était la Lune, mais elle était considérée comme une « planète » jusqu'à l'introduction de l'héliocentrisme par Copernic en 1543. Jusqu'à la découverte des satellites galiléens en 1610, cependant, il n'y avait aucune possibilité de faire référence à de tels objets comme à une classe. . Galilée a choisi de désigner ses découvertes sous le nom de Planetæ (« planètes »), mais les découvreurs ultérieurs ont choisi d'autres termes pour les distinguer des objets sur lesquels ils tournaient. Christiaan Huygens, le découvreur de Titan, fut le premier à utiliser le terme lune pour de tels objets, appelant Titan Luna Saturni ou Luna Saturnia – « la lune de Saturne » ou « la lune saturnienne », car elle se trouvait dans la même relation avec Saturne que la La Lune a fait à la Terre. En raison de ce changement de sens, le terme lune, qui avait continué à être utilisé dans un sens générique dans les ouvrages de vulgarisation scientifique et dans la fiction, a retrouvé une respectabilité et est désormais utilisé de manière interchangeable avec satellite naturel, même dans les articles scientifiques. Lorsqu'il faut éviter à la fois l'ambiguïté d'une confusion avec le satellite naturel de la Terre, la Lune et les satellites naturels des autres planètes d'une part, et les satellites artificiels d'autre part, le terme satellite naturel (utilisant "naturel" dans un sens opposé à "artificiel") est utilisé. Pour éviter toute ambiguïté, la convention consiste à mettre le mot Lune en majuscule lorsqu'il fait référence au satellite naturel de la Terre, mais pas lorsqu'il fait référence à d'autres satellites naturels.
Un satellite naturel ou une lune est un corps céleste qui orbite autour d'un autre corps céleste de plus grande masse (par exemple une planète, une étoile ou une planète naine), appelé son principal. Par exemple, la Lune est un satellite naturel de la Terre et la Terre est un satellite naturel du Soleil.

Dans le système solaire, il existe 173 satellites naturels connus qui orbitent au sein de 6 systèmes de satellites planétaires. En outre, plusieurs autres objets sont connus pour avoir des satellites, notamment trois planètes naines répertoriées par l'AIU : Pluton, Haumea et Eris. , plus de 200 lunes de planètes mineures ont été découvertes. Il y a 76 objets connus dans la ceinture d'astéroïdes avec des satellites (cinq avec deux chacun), quatre chevaux de Troie Jupiter, 39 objets géocroiseurs (deux avec deux satellites chacun) et 14 Mars-crossers. Il existe également 84 satellites naturels connus d’objets transneptuniens. Quelque 150 petits corps supplémentaires ont été observés dans les anneaux de Saturne, mais seuls quelques-uns ont été suivis suffisamment longtemps pour établir des orbites. Les planètes autour d'autres étoiles sont susceptibles d'avoir également des satellites, et bien que de nombreux candidats aient été détectés à ce jour, aucun n'a encore été confirmé.

Parmi les planètes intérieures, Mercure et Vénus n’ont pas de satellites naturels ; La Terre possède un grand satellite naturel, connu sous le nom de Lune ; et Mars possède deux minuscules satellites naturels, Phobos et Deimos.
Les planètes géantes possèdent de vastes systèmes de satellites naturels, dont une demi-douzaine de taille comparable à la Lune terrestre : les quatre lunes galiléennes, Titan de Saturne et Triton de Neptune. Saturne possède six satellites naturels supplémentaires de taille moyenne, suffisamment massifs pour avoir atteint l'équilibre hydrostatique, et Uranus en possède cinq. Il a été suggéré que certains satellites pourraient potentiellement abriter de la vie.

Le système Terre-Lune est unique en ce sens que le rapport entre la masse de la Lune et la masse de la Terre est bien supérieur à celui de tout autre rapport naturel-satellite-planète du système solaire (bien qu'il existe des systèmes de planètes mineures avec même ratios plus élevés, notamment le système Pluton-Charon).

Parmi les planètes naines identifiées, Cérès ne possède aucun satellite naturel connu. Pluton possède le satellite naturel relativement grand Charon et quatre satellites naturels plus petits ; Styx, Nix, Kerberos et Hydra. Haumea a deux satellites naturels, et Eris et Makemake en ont un. Le système Pluton-Charon est inhabituel dans la mesure où le centre de masse se situe dans un espace ouvert entre les deux, une caractéristique parfois associée à un système à deux planètes.

Origine et caractéristiques orbitales

On pense généralement que les satellites naturels en orbite relativement près de la planète sur des orbites circulaires progrades et non inclinées (satellites réguliers) ont été formés à partir de la même région d'effondrement du disque protoplanétaire qui a créé son disque primaire. En revanche, on pense que les satellites irréguliers (généralement en orbite sur des orbites lointaines, inclinées, excentriques et/ou rétrogrades) sont des astéroïdes capturés et éventuellement fragmentés par des collisions. La plupart des principaux satellites naturels du système solaire ont des orbites régulières, tandis que la plupart des petits satellites naturels ont des orbites irrégulières. La Lune et peut-être Charon sont des exceptions parmi les grands corps dans la mesure où on pense qu'ils sont issus de la collision de deux grands objets proto-planétaires (voir l'hypothèse de l'impact géant). On prévoit que le matériau qui aurait été placé en orbite autour du corps central se serait réaccrété pour former un ou plusieurs satellites naturels en orbite. Contrairement aux corps de taille planétaire, on pense que les lunes d’astéroïdes se forment généralement par ce processus. Triton est une autre exception ; bien que grande et sur une orbite circulaire étroite, son mouvement est rétrograde et on pense qu'il s'agit d'une planète naine capturée.

Verrouillage des marées

La plupart des lunes régulières (satellites naturels suivant des orbites relativement proches et progrades avec une faible inclinaison et excentricité orbitale) du système solaire sont verrouillées par les marées sur leurs primaires respectives, ce qui signifie que le même côté du satellite naturel fait toujours face à sa planète. La seule exception connue est Hyperion, le satellite naturel de Saturne, qui tourne de manière chaotique en raison de l'influence gravitationnelle de Titan.

En revanche, les satellites naturels extérieurs de la planète géante (satellites irréguliers) sont trop éloignés pour être verrouillés. Par exemple, Himalia de Jupiter, Phoebe de Saturne et Néréide de Neptune ont des périodes de rotation de l'ordre de dix heures, alors que leurs périodes orbitales sont de plusieurs centaines de jours.

Satellites de satellites

Aucune « lune de lunes » (satellites naturels en orbite autour d'un satellite naturel d'une planète) n'est actuellement connue. Dans la plupart des cas, les effets de marée de la planète rendraient un tel système instable.

Cependant, les calculs effectués après la détection récente d'un éventuel système d'anneaux autour de la lune de Saturne, Rhéa, indiquent que les satellites en orbite autour de Rhéa pourraient avoir des orbites stables. De plus, on pense que les anneaux suspectés sont étroits, un phénomène normalement associé aux lunes bergers. Cependant, les images ciblées prises par la sonde spatiale Cassini n'ont pas permis de détecter les anneaux autour de Rhéa.

Il a également été proposé que la lune de Saturne, Iapetus, ait eu un satellite dans le passé ; c'est l'une des nombreuses hypothèses avancées pour expliquer sa crête équatoriale.

Satellites troyens

On sait que deux satellites naturels ont de petits compagnons à leurs points lagrangiens, soixante degrés en avant et en arrière du corps sur son orbite. Ces compagnons sont appelés lunes troyennes, car leurs orbites sont analogues à celles des astéroïdes troyens de Jupiter. Les lunes troyennes sont Telesto et Calypso, qui sont respectivement les compagnes principales et suivantes de Téthys ; et Hélène et Polydeuces, les compagnons principaux et suivants de Dioné.

Satellites astéroïdes

La découverte de Dactyl, le satellite naturel de 243 Ida, au début des années 1990, a confirmé que certains astéroïdes possèdent des satellites naturels ; en effet, 87 Sylvia en a deux. Certains, comme 90 Antiope, sont des astéroïdes doubles avec deux composants de taille comparable.

Forme

Protée, la lune de Neptune, est le plus grand satellite naturel de forme irrégulière. Tous les autres satellites naturels connus qui ont au moins la taille de Miranda d'Uranus se sont transformés en ellipsoïdes arrondis sous équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sont des « satellites ronds/arrondis ». Les plus gros satellites naturels, étant verrouillés par les marées, tendent vers des formes ovoïdes (en forme d'œuf) : accroupis à leurs pôles et avec des axes équatoriaux plus longs dans la direction de leurs primaires (leurs planètes) que dans la direction de leur mouvement. La lune de Saturne, Mimas, par exemple, a un grand axe 9 % plus grand que son axe polaire et 5 % plus grand que son autre axe équatorial. Méthone, une autre lune de Saturne, ne mesure qu'environ 3 km de diamètre et est visiblement en forme d'œuf. L’effet est moindre sur les plus gros satellites naturels, où leur propre gravité est plus grande par rapport aux effets de distorsion des marées, en particulier ceux qui gravitent autour de planètes moins massives ou, comme dans le cas de la Lune, à de plus grandes distances.

Activité géologique

Parmi les dix-neuf satellites naturels connus du système solaire qui sont suffisamment massifs pour être tombés en équilibre hydrostatique, plusieurs restent géologiquement actifs aujourd’hui. Io est le corps volcanique le plus actif du système solaire, tandis qu'Europe, Encelade, Titan et Triton présentent des preuves d'une activité tectonique et d'un cryovolcanisme continus. Dans les trois premiers cas, l’activité géologique est alimentée par le réchauffement des marées résultant d’orbites excentriques proches de leurs planètes géantes primaires. (Ce mécanisme aurait également fonctionné sur Triton dans le passé, avant que son orbite ne soit circularisée.) De nombreux autres satellites naturels, tels que la Lune, Ganymède, Téthys et Miranda, montrent des preuves d'une activité géologique passée, résultant de sources d'énergie telles que le la désintégration de leurs radio-isotopes primordiaux, des excentricités orbitales passées plus importantes (dues dans certains cas à des résonances orbitales passées), ou la différenciation ou le gel de leurs intérieurs. Encelade et Triton ont tous deux des caractéristiques actives ressemblant à des geysers, bien que dans le cas de Triton, le chauffage solaire semble fournir l'énergie. Titan et Triton ont des atmosphères significatives ; Titan possède également des lacs d'hydrocarbures et probablement des pluies de méthane. On pense que quatre des plus grands satellites naturels, Europe, Ganymède, Callisto et Titan, possèdent des océans souterrains d'eau liquide, tandis que le plus petit Encelade pourrait avoir de l'eau liquide souterraine localisée.

Satellites naturels du système solaire

Les sept plus grands satellites naturels du système solaire (ceux mesurant plus de 2 500 km de diamètre) sont les lunes galiléennes de Jupiter (Ganymède, Callisto, Io et Europe), la lune de Saturne Titan, la lune de la Terre et le satellite naturel capturé par Neptune, Triton. Triton, le plus petit d’entre eux, a plus de masse que tous les petits satellites naturels réunis. De même, dans le groupe suivant de neuf satellites naturels, mesurant entre 1 000 km et 1 600 km de diamètre, Titania, Obéron, Rhéa, Iapetus, Charon, Ariel, Umbriel, Dione et Téthys, le plus petit, Téthys, a plus de masse que tous les satellites naturels plus petits. satellites ensemble. Outre les satellites naturels des différentes planètes, il existe également plus de 80 satellites naturels connus des planètes naines, des planètes mineures et d'autres petits corps du système solaire. Certaines études estiment que jusqu'à 15 % de tous les objets transneptuniens pourraient avoir des satellites.

Ce qui suit est un tableau comparatif classant les satellites naturels du système solaire par diamètre. La colonne de droite comprend quelques planètes notables, planètes naines, astéroïdes et objets trans-neptuniens à des fins de comparaison. Les satellites naturels des planètes portent le nom de personnages mythologiques. Ceux-ci sont majoritairement grecs, à l’exception des satellites naturels uraniens, qui portent le nom de personnages shakespeariens. Les dix-neuf corps suffisamment massifs pour avoir atteint l'équilibre hydrostatique sont en gras dans le tableau ci-dessous. Les planètes et satellites mineurs soupçonnés mais non prouvés d'avoir atteint un équilibre hydrostatique sont en italique dans le tableau ci-dessous.

Terminologie

Le premier satellite naturel connu était la Lune, mais elle était considérée comme une « planète » jusqu'à l'introduction de l'héliocentrisme par Copernic en 1543. Jusqu'à la découverte des satellites galiléens en 1610, cependant, il n'y avait aucune possibilité de faire référence à de tels objets comme à une classe. . Galilée a choisi de désigner ses découvertes sous le nom de Planetæ (« planètes »), mais les découvreurs ultérieurs ont choisi d'autres termes pour les distinguer des objets sur lesquels ils tournaient.

Christiaan Huygens, le découvreur de Titan, fut le premier à utiliser le terme lune pour de tels objets, appelant Titan Luna Saturni ou Luna Saturnia – « la lune de Saturne » ou « la lune saturnienne », car elle se trouvait dans la même relation avec Saturne que la La Lune a fait à la Terre.

Le premier à utiliser le terme satellite pour décrire des corps en orbite fut l'astronome allemand Johannes Kepler dans sa brochure Narratio de Observatis a se quatuor Iouis satellitibus erronibus (« Narration sur quatre satellites de Jupiter observés ») en 1610. Il a dérivé le terme du Mot latin satelles, signifiant « garde », « préposé » ou « compagnon », car les satellites accompagnaient leur planète principale dans son voyage à travers les cieux.

À mesure que d'autres satellites naturels de Saturne furent découverts, le terme « lune » fut abandonné. Giovanni Domenico Cassini qualifiait parfois ses découvertes de planètes en français, mais le plus souvent de satellites.

Le terme satellite est ainsi devenu le terme normal pour désigner un objet en orbite autour d'une planète, car il évitait l'ambiguïté du mot « lune ». Cependant, en 1957, le lancement de l’objet artificiel Spoutnik a créé le besoin d’une nouvelle terminologie. Les termes satellite artificiel ou lune artificielle ont été très rapidement abandonnés au profit du satellite plus simple, et par conséquent, le terme est devenu principalement associé aux objets artificiels volant dans l'espace – y compris, parfois, même ceux qui ne sont pas en orbite autour d'une planète. .

En raison de ce changement de sens, le terme lune, qui avait continué à être utilisé dans un sens générique dans les ouvrages de vulgarisation scientifique et dans la fiction, a retrouvé une respectabilité et est désormais utilisé de manière interchangeable avec satellite naturel, même dans les articles scientifiques. Lorsqu'il faut éviter à la fois l'ambiguïté d'une confusion avec le satellite naturel de la Terre, la Lune et les satellites naturels des autres planètes d'une part, et les satellites artificiels d'autre part, le terme satellite naturel (utilisant "naturel" dans un sens opposé à "artificiel") est utilisé. Pour éviter toute ambiguïté, la convention consiste à mettre le mot Lune en majuscule lorsqu'il fait référence au satellite naturel de la Terre, mais pas lorsqu'il fait référence à d'autres satellites naturels.

La définition d'une lune

Il n’y a pas de limite inférieure établie pour ce qui est considéré comme une « lune ». Tout corps céleste naturel ayant une orbite identifiée autour d'une planète du système solaire, certains mesurant jusqu'à un kilomètre de diamètre, a été considéré comme une lune, bien que les objets d'une taille dixième de cette taille dans les anneaux de Saturne, qui n'ont pas été directement observés, aient été appelés lunes. Les petites lunes d'astéroïdes (satellites naturels des astéroïdes), comme Dactyl, ont également été appelées lunes.

La limite supérieure est également vague. Deux corps en orbite sont parfois décrits comme un corps double plutôt que comme un corps principal et un satellite. Les astéroïdes tels que 90 Antiope sont considérés comme des astéroïdes doubles, mais ils n’ont pas imposé une définition claire de ce qui constitue une lune. Certains auteurs considèrent le système Pluton-Charon comme une planète double (naine). La ligne de démarcation la plus courante sur ce qui est considéré comme une lune repose sur la question de savoir si le barycentre se trouve sous la surface du plus grand corps, bien que cela soit quelque peu arbitraire, car cela dépend de la distance ainsi que de la masse relative.

Résumé visuel