Лун и кольца являются одними из самых интересных объектов в нашей солнечной системе. До Космической гонки 1960-х астрономы знали, что у Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна были спутники; в то время только Сатурн, как было известно, имел кольца. С появлением более совершенных телескопов и космических зондов, способных летать в далекие миры, ученые начали открывать еще больше лун и колец. Луны и кольца обычно классифицируются как «естественные спутники», которые вращаются вокруг других миров.
Для большинства людей объект, который можно увидеть на небе ночью (а иногда и днем) с Земли, ЛунаНо луна Земли - лишь одна из многих лун в Солнечной системе. Это даже не самый большой. Луна Юпитера Ганимед имеет эту честь. И в дополнение к лунам, вращающимся вокруг планет, почти 300 астероидов, как известно, имеют свои луны.
По соглашению, тела, вращающиеся вокруг других планет и астероидов, называются "лунами". Лунные орбиты тел, которые уже вращаются вокруг Солнца. Технический термин - «естественный спутник», который отличает их от искусственных спутников, запущенных в космос космическими агентствами. В Солнечной системе есть десятки этих естественных спутников.
У разных лун разные истории происхождения. Например, астрономы знают, что луна Земли состоит из остатков огромного столкновения между Землей и объектом размером с Марс по имени Тея, которое произошло в начале истории Солнечной системы. Однако спутники Марса кажутся захваченными астероидами.
Материалы Луны варьируются от скалистых материалов до ледяных тел и их смесей. Земная луна состоит из камня (в основном вулканического происхождения). Луны Марса - тот же материал, что и скалистые астероиды. Луны Юпитера в основном ледяные, но со скалистыми ядрами. Исключением является Ио, который является полностью каменистым, сильно вулканическим миром.
Луны Сатурна в основном ледяные со скалистыми ядрами. Его самая большая луна, Титан, преимущественно скалистая с ледяной поверхностью. Луны Урана и Нептуна в основном ледяные. Бинарный компаньон Плутона, Харон, в основном скалистый с ледяным покрытием (как и Плутон). Точный состав его меньших лун, которые, вероятно, были захвачены после столкновения, все еще разрабатывается учеными.
Кольца, другой тип естественных спутников, представляют собой совокупность частиц камня и льда, которые вращаются вокруг Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Кольца Юпитера были открыты Вояджер 1и кольца Урана и Нептуна были исследованы Вояджером 2.
По крайней мере, у одного астероида по имени Чарикло тоже есть кольцо. Кольцо Карикло было обнаружено с помощью наземных наблюдений. Некоторые планеты, в том числе Сатурн, имеют спутники, вращающиеся внутри кольцевых систем. Эти луны иногда называют «пастушьими собаками», потому что они действуют, чтобы удерживать частицы кольца на месте.
Кольцевые системы могут быть обширными и густонаселенными, такими как Сатурн. Или они могут быть рассеянными и тонкими, как у Юпитера, Урана, Нептуна и Чарикло. Толщина колец Сатурна составляет всего несколько километров, но система простирается от 67 000 километров от центра Сатурна до более 13 миллионов километров в наибольшей степени. Кольца Сатурна состоят в основном из воды, льда и пыли. Кольца Юпитера состоят из пыльного темного материала. Они тонкие и простираются от 92 000 до 226 000 километров от центра планеты.
Кольца Урана и Нептуна также темны и незначительны. Они простираются на десятки тысяч километров от своих планет. У Нептуна есть только пять колец, а у отдаленного астероида Чарикло есть только две узкие, густонаселенные полосы материала, окружающие его. За пределами этих миров ученые-планетологи подозревают, что астероид 2060 Хирон имеет пару колец, а также одно кольцо вокруг карликовая планета Хаумеа в поясе Койпера. Только время и наблюдения подтвердят их существование.
Кольцевые частицы, которые являются строительными блоками колец, обычно намного меньше лунных. Они сделаны из пыли, кусков камня и льда, образованных гигантскими кольцами вокруг своих первичных миров. Например, у Сатурна есть миллионы кольцевых частиц, но только несколько спутников, которые кажутся лунными. Лунные луны имеют достаточное гравитационное притяжение, чтобы оказать некоторое влияние на частицы кольца, чтобы удерживать их в линии, когда они вращаются вокруг планеты.
Теперь, когда астрономы находят планеты вокруг других звезд, называемых экзопланеты- весьма вероятно, что, по крайней мере, у некоторых будут луны, и, возможно, даже кольца. Тем не менее, эти экзомунные и экзокольцевые системы могут быть трудны для поиска, поскольку сами планеты - не говоря уже о их потенциальных лунах и кольцах - трудно обнаружить из-за бликов их звезд. Пока ученые не разработают методику обнаружения колец и лун далеких планет, мы будем продолжать удивляться тайне их существования.