Les principaux satellites naturels du système solaire, à l'échelle par rapport à la Terre.

Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. De tels objets sont également appelés lunes, par analogie avec la Lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite naturel de la Terre. Par sa visibilité et ses excentricités, la Lune a toujours constitué un...), le satellite naturel (Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels....) de la Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant du Soleil.).

Techniquement, le terme pourrait s'appliquer à une planète (Selon la dernière définition de l'Union astronomique internationale (UAI), « une planète est un corps céleste (a) qui est en orbite autour du Soleil, (b) qui possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les...) orbitant une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.), ou même une étoile orbitant un centre galactique, mais une telle utilisation est rare. En temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les éléments qui le composent bougent, se transforment et évoluent pour...) normal, il désigne les satellites naturels des planètes, planète naines et petits corps.

Origine

On suppose que les satellites naturels orbitant relativement proches d'une planète sur une orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que décrit dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) prograde se sont formés dans la même région du disque protoplanétaire (Les étoiles se forment à partir d'un nuage de gaz et de poussières dont la partie centrale s'effondre sur elle-même. Puis, à l'intérieur de la nébuleuse résiduelle, la matière se condense éventuellement en un disque qui va donner naissance aux...) à l'origine de cette planète. Par opposition, les satellite (Satellite peut faire référence à :) irréguliers (orbitant généralement sur des orbites distantes, inclinées, excentriques ou rétrogrades) seraient des objets étrangers capturés et éventuellement fragmentés lors de collisions.

Il existe des exceptions ou des variations à ce modèle standard de formation. En particulier, les couples Terre-Lune^[1] et peut-être Pluton-Charon^[2] tireraient leur origine de la collision (On appelle collision le choc entre deux objets.) de deux grands objets proto-planétaires. La matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. Elle occupe de l'espace et la quantité de matière...) éjectée en orbite autour du corps central aurait alors formé un ou plusieurs objets par accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par apport de matière.). On pense par ailleurs que les satellites d'astéroïdes se forment principalement par ce processus.

Définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.)

Le terme de " satellite " ne possède pas de définition scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) précise. En particulier, l'existence de couples Pluton-Charon et Terre-Lune, où le rapport des masses entre le corps central et son satellite (Satellite peut faire référence à :) n'est pas aussi prononcé que dans la plupart des autres systèmes, rend difficile la détermination d'une limite séparant un système satellitaire d'une planète double. Une définition commune suppose qu'un système satellitaire doit posséder un barycentre (Le barycentre est un point mathématique (géométrie analytique) construit à partir d'un ensemble d'autres. Il correspond) situé sous la surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent abusivement confondu avec sa mesure - l'aire ou la superficie.) du corps le plus large, mais elle n'est pas officielle et reste arbitraire.

À l'autre bout de l'échelle, les systèmes annulaires autour des géantes gazeuses du système solaire (Le système solaire est le nom donné au système planétaire composé du Soleil et des objets célestes gravitant autour de lui. Par extension, le terme système solaire peut parfois être employé pour...) sont composés de petits morceaux de glace et de roche et il n'existe aucune limite définissant une taille à partir de laquelle un tel morceau est suffisamment grand pour être considéré comme un satellite à part entière.

Comparaison de la Terre et de la Lune.

Comparaison de Jupiter et de ses quatre principaux satellites.

Terminologie

Le premier satellite naturel connu était la Lune. Jusqu'à la découverte des satellites galiléens en 1610, aucune occasion ne s'était donc présentée pour caractériser de tels objets. Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642) est un physicien et astronome italien du XVIIe siècle, célèbre pour avoir jeté les fondements des sciences mécaniques ainsi...) choisit pour sa part le terme latin planetæ (" planètes ") pour les désigner. C'est Képler qui les nommera "satellites" en 1611, du latin satelles signifiant " gardien " ou " compagnon ", le satellite semblant accompagner la planète dans ses déplacements.

Christiaan Huygens, le découvreur de Titan (Cliquez sur l'image pour une description), fut le premier à utiliser le terme " lune " pour ce type d'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par...), appelant Titan Luna Saturni ou Luna Saturnia (" la lune de Saturne " ou " la lune saturnienne ").

Au fil des découvertes, le terme fut abandonné ; Jean-Dominique Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (JPL), l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale italienne (ASI). Son objectif est...) utilisait parfois le terme de " planètes " pour ses découvertes, mais plus souvent celui de " satellites ", .

Le terme de " satellite " devint la norme pour décrire un objet en orbite autour d'une planète, permettant d'éviter l'ambiguïté de " lune ". Cependant, en 1957, le lancement de Spoutnik 1 (Spoutnik 1 (??????? 1, litéralement « compagnon » en russe, soit un "satellite") fut le premier satellite artificiel. Il fut lancé le 4 octobre 1957 à 19h28 UTC par l'URSS, avec les...), le premier objet artificiel en orbite autour de la Terre, rendit nécessaire la distinction entre les satellites artificiels et les satellites naturels. Le terme simple de " satellite " tendit à désigner principalement les objets artificiels et le terme " lune " fut à nouveau souvent employé; mais, par exemple, on appelle toujours 'satellite" les nouveaux corps détectés autour des planètes géantes du système solaire (leur désignation provisoire (En astronomie, une désignation provisoire est une convention de nommage appliquée aux objets du système solaire immédiatement après leur découverte. Cette...) est "S" suivi d'un numéro) ou des astéroïdes.

Satellites naturels du système solaire

Généralités

Actuellement (avril 2007), on connait environ 240 satellites naturels dans le système solaire. 163 lunes orbitent autour des planètes du système solaire : Jupiter en compte 63, Saturne 57, Uranus 27, Neptune 13, Mars 2 (Mars 2 et 3 étaient des sondes identiques lancées par l'URSS vers Mars.) et la Terre 1. 4 lunes orbitent autour de planètes naines. Des dizaines d'autres ont été découvertes autour d'astéroïdes et autres petits corps. Certaines études estiment que 15% des objets transneptuniens possèdent au moins un satellite.

Les plus grandes lunes du système solaire (d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.) supérieur à 3 000 km) sont la Lune de la Terre, les lunes galiléennes de Jupiter (Io, Europe (L’Europe est considérée comme un continent ou une partie de l’Eurasie (péninsule occidentale), voire de l’Eurafrasie, selon le point de vue....), Ganymède et Callisto), Titan, la lune de Saturne, et Triton, la lune de Neptune. Toutes ces lunes sont plus grandes que Pluton. Ganymède et Titan sont plus grandes que Mercure, la plus petite des planètes du système solaire.

Les géantes gazeuses possèdent des systèmes entiers de satellites naturels, dont une moitié ont une taille comparable à la Lune. Parmi les planètes internes, Mercure et Vénus n'ont aucun satellite, la Terre en possède un unique de grande taille (la Lune) et Mars deux lunes minuscules (Phobos et Déimos). Parmi les planètes naines, Cérès n'en possède pas (au contraire de nombreux autres objets de la ceinture d'astéroïdes), Éris en possède un et Pluton trois (Nix, Hydra et Charon).

Rotation synchrone (La rotation synchrone est un phénomène qui se produit lorsqu'un satellite naturel orbite à proximité de sa planète et qui a comme conséquence que la période de rotation du...)

La plupart des satellites naturels proches sont en rotation synchrone avec le corps autour duquel il tourne, ce qui signifie qu'ils tournent sur eux-même en autant de temps qu'ils effectuent une révolution complète autour de la planète, et présentent ainsi toujours la même face vers la planète (c'est la cas par exemple de la Lune). Parmi les exceptions, Hypérion, une lune de Saturne, tourne de façon chaotique à cause de plusieurs influences exterieures.

En revanche, les satellites extérieurs des géantes gazeuses en sont trop éloignés pour être en rotation synchrone. Par exemple, Himalia ( Dans la mythologie grecque, Himalia est une nymphe que Zeus aima, et dont il eut trois enfants ; En astronomie, elle a donné son nom à : Himalia, un des satellites naturels de la planète...) (lune de Jupiter), Phœbé (lune de Saturne) et Néréide (lune de Neptune) ont une période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour faire un tour sur lui même. Par exemple, la Terre a une période...) de 10 h et une période orbitale (En astronomie, la période orbitale désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour effectuer une orbite complète. Par exemple, la Terre a...) de centaines de jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...).

Satellites de satellites

On ne connait aucun satellite naturel d'un autre satellite naturel. On ne sait pas si de tels objets sont stables à long terme. Dans la plupart des cas, les effets de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans causé par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil. Lorsque les deux astres sont...) causés par la primaire rendrait un tel système instable.

En théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...), un satellite secondaire pourrait exister à l'intérieur de la sphère de Hill (Une sphère de Hill est une approximation de la sphère d'influence gravitationnelle d'un objet, limitée par les perturbations dues au corps autour duquel l'objet orbite. Elle fut...) d'un satellite primaire, mais aucun objet de ce type n'a encore été détecté.

Satellites troyens

Deux lunes possèdent des petits compagnons à leur point de Lagrange (Un point de Lagrange (noté Li), ou point de libration, est une position de l'espace où les champs de gravité de deux corps en orbite l'un autour de l'autre, et de masses substantielles, se combinent...) L₄ et L₅, appellés satellites troyens par analogie avec les astéroïdes troyens de Jupiter :

• Télesto précède Téthys, tandis que Calypso le suit.
• Hélène précède Dioné et Pollux le suit.

Satellites d'astéroïdes

Au début des années 1990, la découverte de la petite lune Dactyl orbitant autour de (243) Ida a confirmé que les astéroïdes peuvent également posséder des satellites naturels. Certains corps, comme (90) Antiope, sont des astéroïdes doubles formés de deux composants de taille similaire. (87) Sylvia possède même deux satellites, Romulus et Rémus.

Liste

La table suivante regroupe les lunes du système solaire selon leur diamètre moyen et le corps autour duquel elles orbitent. La colonne de droite inclut certains autres objets notables (planètes, planètes naines, astéroïdes, transneptuniens) à titre de comparaison.