Naturalny satelita

Księżyce Dione i Enceladus na tle Saturna

Naturalny satelita (księżyc) – ciało niebieskie pochodzenia naturalnego, obiegające planetę, planetę karłowatą lub planetoidę. Słowo „Księżyc” pisane wielką literą oznacza naturalnego satelitę Ziemi.

Pomijając oddziaływania w innymi ciałami, planeta i jej księżyc krążą wokół wspólnego środka masy. Jeśli masa planety jest znacznie większa od masy pozostałych ciał z nią związanych, to pozostałe ciała krążą w przybliżeniu wokół środka planety, lecz w przypadku dwóch ciał o zbliżonych masach, oba ciała krążą wokół wspólnego środka masy, określa się je jako planety podwójne. Analogicznie układ Pluton−Charon może być określany jako podwójna planeta karłowata. Układ Ziemia-Księżyc jest czasami określany jako planeta podwójna.

Etymologia

Nazwa księżyc w języku polskim oznacza „syna księcia”. W języku staropolskim rzeczowniki oznaczające czyjegoś syna tworzono poprzez dodanie końcówki -ic/-yc, np. królewic (później królewicz) – syn króla, panic (później panicz) – syn pana (możnego). Słońce uważano za księcia, a Księżyc był jego „synem”^{[potrzebny przypis]}. Wg innej wersji zasadniczą staropolską nazwą Księżyca było słowo miesiąc, natomiast Księżycem określano go tylko w okresie pomiędzy nowiem a pierwszą kwadrą, traktując „nowy” miesiąc (w znaczeniu: Księżyc) jako syna "starego" miesiąca/księżyca.

Znane obiekty

W Układzie Słonecznym do 2018 roku (stan w grudniu) odkryto 185 naturalnych satelitów planet. Ziemia ma jeden duży księżyc, Mars ma dwa niewielkie księżyce, a Merkury i Wenus nie mają księżyców. Gazowe olbrzymy, o masach znacznie większych niż planety grupy ziemskiej, mogą utrzymywać rozbudowane systemy satelitów. Księżyce mają również cztery z pięciu planet karłowatych: Pluton^[a] ma pięć księżyców – jeden duży i cztery znacznie mniejsze, Haumea – dwa księżyce, a Eris i Makemake po jednym księżycu. W sumie planety i znane planety karłowate okrążają 194 naturalne satelity^[1].

Odkrycie księżyca planetoidy (243) Ida, Daktyla, zapoczątkowało serię odkryć księżyców planetoid. W grudniu 2018 znanych było 364 takich obiektów, będących planetoidami krążącymi wokół innych planetoid^[2]. Niektóre z takich układów, jak na przykład Antiope, to planetoidy podwójne, z dwoma składnikami porównywalnej wielkości. Natomiast 2001 SN₂₆₃ okazała się być planetoidą potrójną.

Pochodzenie księżyców

Ze względu na orbitę księżyce dzieli się na regularne i nieregularne. Podział ten ma przypuszczalnie związek z pochodzeniem tych obiektów. Księżyce regularne krążą w tę samą stronę, w którą planeta obraca się wokół osi, po orbitach prawie kołowych, położonych blisko płaszczyzny równika planety. Przeważa pogląd, że powstały w wyniku kondensacji tego samego dysku protoplanetarnego, z którego uformowała się planeta, wokół której krąży dany księżyc.

Księżyce nieregularne krążą po orbitach nie leżących w płaszczyźnie obrotu planety. Ich orbity są często wydłużone i zazwyczaj znacznie oddalone od planety. Orbity te określane są czasami jako chaotyczne, jako że w dłuższym okresie perturbacje ze strony Słońca mają wpływ na ruch takiego księżyca. Satelity te są przeważnie niewielkie. Istotnym wyjątkiem jest bardzo duży księżyc Neptuna, Tryton, który krąży przeciwnie do ruchu obrotowego planety. Przypuszcza się, że księżyce te są obcymi obiektami, przechwyconymi przez pole grawitacyjne planety. Istnieje kilka hipotez opisujących różne mechanizmy przechwytywania. Podczas przechwytywania musi nastąpić utrata części energii kinetycznej przechwytywanego ciała. Może to nastąpić w wyniku oporu aerodynamicznego w atmosferze planety, szczególnie, gdy jest ona młoda i otoczka gazowa ma duże rozmiary. Utrata energii może nastąpić także w dysku protoplanetarnym, na skutek zderzeń z drobnymi obiektami, zderzenia z większym ciałem i rozbicia, lub wskutek oddziaływania grawitacyjnego trzech ciał, z których jedno przejmuje nadmiar pędu drugiego i opuszcza otoczenie planety (trzeciego ciała).

Jedna z hipotez powstania Księżyca Ziemi, obecnie uważana za najpewniejszą, głosi, że powstał on w wyniku uderzenia w proto-Ziemię innej protoplanety. Księżyc utworzyła materia obu obiektów, wyrzucona na orbitę dookoła Ziemi.

Ponieważ większość księżyców jest znana tylko z obserwacji z dużej odległości (z Ziemi), hipotezy dotyczące ich pochodzenia zwykle trudno zweryfikować.

Charakterystyka fizyczna

Większość regularnych księżyców Układu Słonecznego charakteryzuje obrót synchroniczny względem ich planet macierzystych; wyjątkiem jest satelita Saturna − Hyperion, który obraca się chaotycznie z powodu mnogości zewnętrznych obiektów wpływających na jego ruch. Żaden księżyc nie jest okrążany przez inne księżyce; siły pływowe pochodzące od planety powodują, że w dłuższym czasie orbity wokół księżyców są niestabilne. Dwa księżyce mają jednak mniejszych towarzyszy w dwóch punktach Lagrange’a położonych na orbicie (satelity Saturna: Tetyda i Dione).

Księżyce planet przeważnie nie posiadają atmosfer, wyjątkiem jest Tytan krążący wokół Saturna; bardzo rozrzedzoną atmosferę ma też Tryton, satelita Neptuna. Kilka innych spośród największych księżyców posiada przy powierzchni egzosfery o znikomym ciśnieniu.

Budowa wewnętrzna

Księżyc Ziemi oraz dwa księżyce Jowisza – Io i Europa są ciałami o budowie podobnej do planet skalistych, złożonymi głównie z krzemianów. Pozostałe duże i średniej wielkości księżyce planet zewnętrznych określa się jako księżyce lodowe, ponieważ lód stanowi znaczną część ich masy. Duże księżyce mają kształt bliski kulistemu (są w równowadze hydrostatycznej) i mogą (chociaż nie muszą) mieć wnętrze podzielone na warstwy o różnej gęstości: skorupę, płaszcz i jądro. Tylko jeden księżyc, Ganimedes, posiada własne dipolowe pole magnetyczne i małą magnetosferę „zanurzoną” w magnetosferze Jowisza^[3].

Najmniejsze księżyce planet przypominają planetoidy ukształtowaniem i właściwościami powierzchni. Przypuszczalnie dotyczy to również budowy wewnętrznej.

Księżyce w Układzie Słonecznym

Największe księżyce w naszym układzie planetarnym to satelita Ziemi – Księżyc, księżyce galileuszowe Jowisza: Io, Europa, Ganimedes i Kallisto, satelita Saturna – Tytan oraz księżyc Neptuna – Tryton; wszystkie one mają powyżej 2500 km średnicy.

Tabela poniżej wymienia księżyce Układu Słonecznego w kolejności malejącej średnicy; w dodatkowej kolumnie dla porównania przedstawione są też ważniejsze planetoidy, planety i obiekty pasa Kuipera.

Średnica [km]	Ziemia	Mars	Jowisz	Saturn	Uran	Neptun	Inne obiekty
5000–6000			Ganimedes	Tytan
4000–5000			Kallisto				Merkury
3000–4000	Księżyc		Io Europa
2000–3000						Tryton	Pluton Eris
1000–2000				Rea Japet Dione Tetyda	Tytania Oberon Umbriel Ariel		Charon (50000) Quaoar (90377) Sedna (136108) Haumea (136472) Makemake (225088) Gonggong
100–1000			Himalia Amaltea	Enceladus Mimas Hyperion Febe Janus Epimeteusz Prometeusz	Miranda Sykoraks Puk Portia	Proteusz Nereida Larissa Galatea Despina	Hiʻiaka Namaka Dysnomia (1) Ceres (2) Pallas (3) Juno (4) Westa (10) Hygiea (20000) Waruna (28978) Iksjon (90482) Orkus i wiele innych
50–100			Tebe Elara Pazyfae	Pandora	Kaliban Julia Belinda Kresyda Rozalinda Desdemona Bianka	Talassa Najada Neso Halimede	(253) Mathilde i wiele innych
10–50		Fobos Deimos	Karme Metis Synope Lyzitea Ananke Leda Adrastea	Siarnaq Atlas Helena Albiorix Telesto Pan Paaliaq Kalipso Imir Kiviuq Tarvos Ijiraq	Ofelia Kordelia Setebos Prospero Stefano Perdyta Ferdynand Francisco Margaret Trinkulo Mab Kupid	Sao Laomedea Psamathe Hippokamp	Hydra Nix Kerberos i wiele innych
Mniej niż 10	Cruithne^[4]		Co najmniej 63 księżyce Jowisza	Co najmniej 56 księżyców Saturna			Zbyt wiele, by wymienić

Księżyce pozasłoneczne

Osobny artykuł: Egzoksiężyc.

Najprawdopodobniej wiele planet pozasłonecznych, które krążą wokół gwiazd innych niż Słońce, jest okrążanych przez własne naturalne satelity. Księżyce planet pozasłonecznych nazywane są egzoksiężycami.

Zobacz też

Uwagi

↑ Do 24 sierpnia 2006 r. Pluton uznawany był za planetę.

Przypisy

↑ How Many Solar System Bodies. [dostęp 2018-12-15]. (ang.).
↑ Wm. Robert Johnston: Asteroids with Satellites. Johnston’s Archive, 2018-12-01. [dostęp 2018-12-15]. (ang.).
↑ Adam P. Showman, Renu Malhotra. The Galilean Satellites. „Science”. 286, s. 77-84, 1999-10-01. (ang.).
↑ Jest to właściwie planetoida krążąca po orbicie okołosłonecznej w rezonansie z Ziemią 1:1, umieszczona tu dla porównania.

Linki zewnętrzne

Księżyce Jowisza

Dane dotyczące księżyców Jowisza. dtm.ciw.edu. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-10-15)].
Nowe księżyce Jowisza (odkryte w 2000)
Nowe księżyce Jowisza (odkryte w 2002). dtm.ciw.edu. [zarchiwizowane z tego adresu (2012-07-28)].
Nowe księżyce Jowisza (odkryte w 2003). dtm.ciw.edu. [zarchiwizowane z tego adresu (2012-08-05)].

Księżyce Saturna

Nowe księżyce Saturna (odkryte w 2000)
Nowe księżyce Saturna (odkryte w 2003). dtm.ciw.edu. [zarchiwizowane z tego adresu (2012-08-05)].
Nowe księżyce Saturna (odkryte w 2005)

Księżyce Urana

Nowe księżyce Urana (odkryte w 2003)

Księżyce Neptuna

Księżyce Plutona

Księżyce Plutona. [w:] Solar System Exploration [on-line]. NASA. [dostęp 2016-01-23]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-01-27)]. (ang.).

Wszystkie księżyce

[1] Do 24 sierpnia 2006 r. Pluton uznawany był za planetę.

[2] How Many Solar System Bodies. [dostęp 2018-12-15]. (ang.).

[3] Wm. Robert Johnston: Asteroids with Satellites. Johnston’s Archive, 2018-12-01. [dostęp 2018-12-15]. (ang.).

[4] Adam P. Showman, Renu Malhotra. The Galilean Satellites. „Science”. 286, s. 77-84, 1999-10-01. (ang.).

[5] Jest to właściwie planetoida krążąca po orbicie okołosłonecznej w rezonansie z Ziemią 1:1, umieszczona tu dla porównania.

[a]

[1]

[2]

[3]

[4]

Grupa Amaltei (4)	Metis Adrastea Amaltea Tebe
Księżyce galileuszowe (4)	Io Europa Ganimedes Kallisto
(1)	Temisto
Grupa Himalii (9)	Leda Himalia Ersa S/2018 J 2 Pandia Lizytea Elara S/2011 J 3 Dia
Grupa Karpo (2)	S/2018 J 4 Karpo
(1)	Valetudo
Grupa Ananke (26)	Euporie Jowisz LV Jowisz LII S/2003 J 16 S/2003 J 2 Jowisz LXVIII Jowisz LIV Jowisz LXIV S/2021 J 1 Euanthe Orthosie Thyone S/2022 J 3 Mneme Harpalyke Hermippe Praxidike Thelxinoe S/2021 J 2 Eufeme Helike Jokasta Ananke Jowisz LXX S/2021 J 3 S/2003 J 12
Grupa Karme (30)	S/2022 J 1 S/2016 J 3 Jowisz LXXII S/2022 J 2 Jowisz LXI S/2018 J 3 S/2021 J 5 S/2003 J 10 Arche S/2021 J 4 Pasithee Herse S/2003 J 24 Chaldene Kale Isonoe Aitne Jowisz LXVI Jowisz LXIX Erinome Jowisz LXIII Jowisz LI Taygete Karme S/2021 J 6 Kalyke Eukelade Eirene Kallichore S/2003 J 9
Grupa Pazyfae (18)	S/2003 J 4 Jowisz LXVII Filofrosyne Eurydome Autonoe Jowisz LVI Sponde Jowisz LIX Pazyfae S/2016 J 4 Megaclite Sinope Hegemone Aoede Callirrhoe Cyllene Kore S/2003 J 23

Księżyce pasterskie (6)	S/2009 S 1 Pan Daphnis Atlas Prometeusz wątpliwe S/2004 S 6 S/2004 S 4 S/2004 S 3 Pandora
Księżyce koorbitalne (2)	Epimeteusz Janus
Pierścień G (1)	Aegaeon
Alkyonidy (3)	Methone Anthe Pallene
Duże wewnętrzne (4) z księżycami trojańskimi (4)	Mimas Enceladus Tetyda Telesto Kalipso Dione Helena Polideukes
Duże zewnętrzne (4)	Rea Tytan Hyperion Japet
Grupa inuicka (15)	Kiviuq Ijiraq S/2019 S 1 S/2005 S 4 S/2020 S 1 Paaliaq S/2004 S 31 Saturn LX Siarnaq S/2020 S 3 Tarkek S/2019 S 14 S/2020 S 4 S/2020 S 5 S/2019 S 6
Grupa nordycka (100)	Febe S/2006 S 20 S/2006 S 9 Skadi S/2007 S 2 S/2007 S 7 S/2007 S 5 S/2004 S 37 S/2004 S 47 S/2004 S 40 S/2019 S 2 S/2019 S 3 S/2020 S 7 Skoll S/2004 S 41 S/2019 S 4 S/2020 S 2 S/2004 S 42 Greip Hyrrokkin S/2004 S 13 S/2004 S 17 S/2007 S 6 Mundilfari S/2006 S 1 Jarnsaksa S/2006 S 10 S/2004 S 43 S/2019 S 5 Narvi Gridr Bergelmir Suttungr S/2004 S 44 S/2006 S 11 S/2004 S 12 Eggther S/2004 S 7 Hati S/2004 S 45 S/2006 S 13 Bestla S/2004 S 46 S/2019 S 8 Angrboda Farbauti Beli Thrymr S/2019 S 7 Gerd S/2007 S 3 S/2007 S 9 S/2019 S 11 S/2019 S 9 Aegir S/2019 S 10 S/2019 S 12 S/2019 S 13 S/2005 S 5 S/2006 S 3 S/2020 S 6 S/2006 S 14 S/2019 S 15 Skrymir Gunnlod S/2006 S 15 S/2004 S 28 S/2020 S 8 Alvaldi S/2006 S 16 S/2004 S 50 Kari S/2004 S 48 Fenrir S/2006 S 17 Surtur S/2004 S 39 S/2004 S 49 Geirrod Imir Loge S/2019 S 17 S/2006 S 18 S/2006 S 19 S/2019 S 19 S/2019 S 20 S/2019 S 18 S/2019 S 16 S/2004 S 36 S/2004 S 53 Thiazzi S/2004 S 21 Saturn LXIV S/2020 S 10 Fornjot S/2004 S 51 S/2020 S 9 S/2019 S 21 S/2004 S 52 Saturn LVIII
Grupa galijska (7)	Albioriks S/2007 S 8 Bebhionn Erriapus Tarvos S/2006 S 12 S/2004 S 24

wewnętrzne (13)	Kordelia Ofelia Bianka Kresyda Desdemona Julia Porcja Rozalinda Kupid Belinda Perdyta Puk Mab
główne (5)	Miranda Ariel Umbriel Tytania Oberon
nieregularne (10)	Francisco Kaliban S/2023 U 1 Stefano Trinkulo Sykoraks Margaret Prospero Setebos Ferdynand

wewnętrzne regularne (7)	Najada Talassa Despoina Galatea Larissa Hippokamp Proteusz
Tryton	Tryton
zewnętrzne nieregularne (8)	Nereida Halimede Sao S/2002 N 5 Laomedea Psamathe Neso S/2021 N 1

księżyce Plutona	Charon Styx Nix Kerberos Hydra
księżyce Haumei	Namaka Hiʻiaka
księżyc Makemake	S/2015 (136472) 1
księżyc Eris	Dysnomia