Las lunas y los anillos se encuentran entre los objetos más fascinantes de nuestro sistema solar. Antes de la carrera espacial de la década de 1960, los astrónomos sabían que la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno tenían lunas; en ese momento, solo se sabía que Saturno tenía anillos. Con la llegada de mejores telescopios y sondas espaciales que podrían volar a mundos distantes, los científicos comenzaron a descubrir muchas más lunas y anillos. Las lunas y los anillos suelen clasificarse como "satélites naturales" que orbitan otros mundos.
Para la mayoría de las personas, el objeto que se puede ver en el cielo por la noche (y a veces durante el día) desde la Tierra es laLuna, pero la luna de la Tierra es solo una de las muchas lunas del sistema solar. Ni siquiera es el más grande. La luna de Júpiter, Ganímedes, tiene ese honor. Y además de las lunas que orbitan los planetas, se sabe que casi 300 asteroides tienen lunas propias.
Por convención, los cuerpos que orbitan alrededor de otros planetas y asteroides se llaman "lunas". Las lunas orbitan cuerpos que ya orbitan el Sol. El término técnico es "satélite natural", que los diferencia de los satélites artificiales lanzados al espacio por las agencias espaciales. Hay docenas de estos satélites naturales en todo el sistema solar.
Diferentes lunas tienen diferentes historias de origen. Por ejemplo, los astrónomos saben que la luna de la Tierra está hecha de restos de una gran colisión entre la Tierra y un objeto del tamaño de Marte llamado Theia, que ocurrió temprano en la historia del sistema solar. Sin embargo, las lunas de Marte parecen ser asteroides capturados.
Los materiales lunares van desde material rocoso hasta cuerpos helados y mezclas de ambos. La luna de la Tierra está hecha de roca (principalmente volcánica). Las lunas de Marte son del mismo material que los asteroides rocosos. Las lunas de Júpiter son en gran parte heladas, pero con núcleos rocosos. La excepción es Io, que es un mundo completamente rocoso y altamente volcánico.
Las lunas de Saturno son en su mayoría hielo con núcleos rocosos. Su luna más grande, Titán, es predominantemente rocosa con una superficie helada. Las lunas de Urano y Neptuno son en gran parte heladas. El compañero binario de Plutón, Charon, es mayormente rocoso con una cubierta helada (como es Plutón). Los científicos aún están trabajando en la composición exacta de sus lunas más pequeñas, que probablemente fueron capturadas después de una colisión.
Los anillos, otro tipo de satélites naturales, son colecciones de partículas de roca y hielo que orbitan a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los anillos de Júpiter fueron descubiertos por Voyager 1, y los anillos de Urano y Neptuno fueron explorados por Voyager 2.
Al menos un asteroide, llamado Chariklo, también tiene un anillo. El anillo de Cariklo fue descubierto a través de observaciones terrestres. Algunos planetas, incluido Saturno, tienen lunas orbitando dentro de los sistemas de anillos. Estas lunas a veces se llaman "perros pastores" porque actúan para mantener las partículas del anillo en su lugar.
Los sistemas de anillos pueden ser extensos y bien poblados, como Saturno. O pueden ser difusos y delgados, como los de Júpiter, Urano, Neptuno y Chariklo. El grosor de los anillos de Saturno es de solo unos pocos kilómetros, pero el sistema se extiende desde alrededor de 67,000 kilómetros desde el centro de Saturno hasta más de 13 millones de kilómetros en su mayor extensión. Los anillos de Saturno están hechos principalmente de agua, hielo y polvo. Los anillos de Júpiter están compuestos de material oscuro polvoriento. Son delgados y se extienden entre 92,000 y 226,000 kilómetros del centro del planeta.
Los anillos de Urano y Neptuno también son oscuros y tenues. Se extienden decenas de miles de kilómetros desde sus planetas. Neptuno tiene solo cinco anillos, y el asteroide distante Chariklo tiene solo dos bandas de material estrechas y densamente pobladas que lo rodean. Más allá de estos mundos, los científicos planetarios sospechan que el asteroide 2060 Chiron tiene un par de anillos, y también un anillo alrededor del planeta enano Haumea en el cinturón de Kuiper. Solo el tiempo y las observaciones confirmarán su existencia.
Las partículas de anillo, que son los bloques de construcción de los anillos, generalmente son mucho más pequeñas que las lunares. Están hechos de polvo, trozos de roca y hielo, todos formados en anillos gigantes alrededor de sus mundos primarios. Por ejemplo, Saturno tiene millones de partículas en anillo, pero solo unos pocos satélites que parecen ser lunares. Las lunares tienen suficiente fuerza gravitacional para ejercer cierta influencia sobre las partículas del anillo para mantenerlas en línea mientras orbitan el planeta.
Ahora que los astrónomos están encontrando planetas alrededor de otras estrellas, llamados exoplanetas—Es muy probable que al menos algunos tengan lunas, y tal vez incluso anillos. Sin embargo, estos sistemas exomoon y exo-ring pueden ser difíciles de encontrar, ya que los planetas mismos, y mucho menos sus lunas y anillos potenciales, son difíciles de detectar debido al resplandor de sus estrellas. Hasta que los científicos diseñen una técnica para detectar los anillos y las lunas de planetas distantes, seguiremos preguntándonos sobre el misterio de su existencia.