Nel Sistema solare quasi tutti i pianeti hanno almeno una luna, ma i rapporti tra pianeti e satelliti sono molto diversi. Alcune lune sono minuscole rispetto al loro pianeta, altre sono così grandi da formare quasi una coppia di "gemelli". Queste proporzioni non sono solo una curiosità: raccontano come si sono formati i satelliti, influenzano maree e climi e, in alcuni casi, potrebbero perfino creare condizioni adatte alla vita.
La Terra e la Luna: una coppia fuori dal comune
La nostra Luna ha un diametro di circa 3.475 chilometri, pari al 27% di quello della Terra. La sua massa è circa un ottantesimo di quella terrestre. Tra i pianeti veri e propri, nessun altro ha un satellite così grande in proporzione.
La spiegazione più accreditata della sua origine è la teoria dell'impatto gigante: circa 4,5 miliardi di anni fa un corpo delle dimensioni di Marte, chiamato Theia, avrebbe colpito la Terra primordiale. Il materiale espulso nell'urto si sarebbe raccolto in orbita formando la Luna. Questa ipotesi spiega, tra le altre cose, perché la composizione delle rocce lunari sia così simile a quella del mantello terrestre.
La Luna ha un ruolo importante per il nostro pianeta: produce le maree, rallenta gradualmente la rotazione terrestre e contribuisce a stabilizzare l'inclinazione dell'asse, rendendo il clima più stabile nel lungo periodo. Grazie ai riflettori lasciati dagli astronauti delle missioni Apollo sappiamo anche che si allontana dalla Terra di circa 3,8 centimetri all'anno.
Plutone e Caronte: quasi un pianeta doppio
Ai confini del Sistema solare, il pianeta nano Plutone è accompagnato da Caronte, che ha un diametro pari a circa la metà del suo. I due corpi ruotano attorno a un centro di massa comune che si trova nello spazio tra loro, all'esterno di Plutone. Inoltre si mostrano sempre la stessa faccia, come due ballerini che si tengono per mano. Per questo molti astronomi li considerano un sistema binario. La sonda New Horizons, che li ha sorvolati nel 2015, ha rivelato due mondi sorprendentemente diversi e geologicamente attivi.
I giganti e le loro grandi lune
I pianeti giganti hanno lune enormi in termini assoluti, ma piccole rispetto a loro. Ganimede, satellite di Giove, è la luna più grande del Sistema solare, con oltre 5.200 chilometri di diametro: è più grande del pianeta Mercurio. Eppure il suo diametro è meno del 4% di quello di Giove. Titano, la luna maggiore di Saturno, supera anch'essa Mercurio ed è l'unica luna con un'atmosfera densa, ma il suo diametro è meno del 5% di quello del pianeta.
Queste lune si sono probabilmente formate insieme ai loro pianeti, da un disco di gas e polvere che li circondava, un po' come i pianeti si sono formati attorno al Sole. Per questo i sistemi di Giove e Saturno sono spesso descritti come "sistemi solari in miniatura".
Lune catturate
Altre lune hanno origini diverse. Tritone, il satellite principale di Nettuno, orbita in senso opposto alla rotazione del pianeta: è quasi certamente un oggetto della fascia di Kuiper catturato dalla gravità di Nettuno. Anche le due piccole lune di Marte, Fobos e Deimos, sono state a lungo considerate asteroidi catturati, anche se oggi si discute l'ipotesi che siano nate da un impatto sul pianeta. Fobos misura appena 22 chilometri circa, lo 0,3% del diametro di Marte, e si sta lentamente avvicinando al pianeta: tra qualche decina di milioni di anni verrà frantumato dalle forze di marea, forse formando un anello.
Le proporzioni a confronto
- Terra-Luna: circa 27% del diametro, il rapporto più alto tra i pianeti;
- Plutone-Caronte: circa 51%, un sistema quasi binario;
- Nettuno-Tritone: circa 5,5%, luna catturata con orbita retrograda;
- Saturno-Titano: circa 4,4%, atmosfera densa e laghi di metano;
- Giove-Ganimede: circa 3,7%, la luna più grande del Sistema solare;
- Marte-Fobos: circa 0,3%, destinata a disgregarsi.
Lune dove cercare la vita
Alcune delle lune più piccole in proporzione sono tra i luoghi più interessanti per la ricerca di vita. Sotto la crosta ghiacciata di Europa, una luna di Giove, e di Encelado, una luna di Saturno, si nascondono oceani di acqua liquida, mantenuti caldi dalle maree provocate dai pianeti giganti. Encelado emette perfino getti di vapore e ghiaccio dal polo sud, che alimentano uno degli anelli di Saturno. Due missioni sono in viaggio verso Giove per studiare queste lune: la sonda europea JUICE e la statunitense Europa Clipper.
Gli astronomi cercano anche lune attorno ai pianeti di altre stelle, le cosiddette esolune, ma finora nessuna è stata confermata con certezza.
Una storia scritta nelle orbite
Le proporzioni tra pianeti e lune sono come un archivio della storia del Sistema solare: impatti violenti, catture, formazione in dischi di materia. Per scoprire come abbiamo imparato a conoscere questo sistema leggi chi ha scoperto il Sistema solare, e per i mondi più strani fuori dal nostro sistema pianeti estremi. La NASA offre schede su tutte le lune conosciute nella pagina Moons of the Solar System.
