Luas e anéis estão entre os objetos mais fascinantes do nosso sistema solar. Antes da corrida espacial da década de 1960, os astrônomos sabiam que Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno tinham luas; naquela época, apenas Saturno era conhecido por ter anéis. Com o advento de melhores telescópios e sondas espaciais que poderiam voar para mundos distantes, os cientistas começaram a descobrir muito mais luas e anéis. Luas e anéis são tipicamente classificados como "satélites naturais" que orbitam outros mundos.
Para a maioria das pessoas, o objeto que pode ser visto no céu à noite (e às vezes durante o dia) da Terra é alua, mas a lua da Terra é apenas uma das muitas luas no sistema solar. Não é nem o maior. A lua de Júpiter, Ganimedes, tem essa honra. E além das luas que orbitam planetas, sabe-se que cerca de 300 asteróides têm suas próprias luas.
Por convenção, os corpos que orbitam outros planetas e asteróides são chamados de "luas". Luas orbitam corpos que já orbitam o Sol. O termo técnico é "satélite natural", que os diferencia dos satélites criados pelo homem lançados no espaço pelas agências espaciais. Existem dezenas desses satélites naturais em todo o sistema solar.
Luas diferentes têm histórias de origem diferentes. Por exemplo, os astrônomos sabem que a lua da Terra é feita das sobras de uma enorme colisão entre a Terra e um objeto do tamanho de Marte chamado Theia, que ocorreu no início da história do sistema solar. No entanto, as luas de Marte parecem ter sido capturadas asteróides.
Os materiais da lua variam de material rochoso a corpos gelados e misturas de ambos. A lua da Terra é feita de rocha (principalmente vulcânica). As luas de Marte são do mesmo material que asteróides rochosos. As luas de Júpiter são bastante geladas, mas com núcleos rochosos. A exceção é Io, que é um mundo completamente rochoso e altamente vulcânico.
As luas de Saturno são principalmente gelo com núcleos rochosos. Sua maior lua, Titã, é predominantemente rochosa, com uma superfície gelada. As luas de Urano e Netuno são bastante geladas. O companheiro binário de Plutão, Charon, é principalmente rochoso com uma cobertura gelada (como é Plutão). A composição exata de suas luas menores, que provavelmente foram capturadas após uma colisão, ainda está sendo trabalhada pelos cientistas.
Os anéis, outro tipo de satélites naturais, são coleções de partículas de rocha e gelo que orbitam Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Os anéis de Júpiter foram descobertos por Voyager 1, e os anéis de Urano e Netuno foram explorados pela Voyager 2.
Pelo menos um asteróide, chamado Chariklo, também tem um anel. O anel de Cariklo foi descoberto através de observações terrestres. Alguns planetas, incluindo Saturno, têm luas orbitando dentro dos sistemas de anéis. Essas luas são algumas vezes chamadas de "cães pastor" porque agem para manter as partículas do anel no lugar.
Os sistemas em anel podem ser extensos e bem populosos, como Saturno. Ou eles podem ser difusos e finos, como os de Júpiter, Urano, Netuno e Chariklo. A espessura dos anéis de Saturno é de apenas alguns quilômetros, mas o sistema se estende de cerca de 67.000 quilômetros do centro de Saturno a mais de 13 milhões de quilômetros em sua maior extensão. Os anéis de Saturno são feitos principalmente de água, gelo e poeira. Os anéis de Júpiter são compostos de material escuro empoeirado. Eles são finos e se estendem entre 92.000 e 226.000 quilômetros do centro do planeta.
Os anéis de Urano e Netuno também são escuros e tênues. Eles se estendem a dezenas de milhares de quilômetros de seus planetas. Netuno possui apenas cinco anéis, e o asteróide distante Chariklo possui apenas duas faixas estreitas e densamente povoadas de material ao seu redor. Além desses mundos, os cientistas planetários suspeitam que o asteróide 2060 Quíron tenha um par de anéis e também um anel ao redor do planeta anão Haumea no cinturão de Kuiper. Somente o tempo e as observações confirmarão sua existência.
As partículas do anel, que são os blocos de construção dos anéis, geralmente são muito menores que os moonlets. Eles são feitos de poeira, pedaços de rocha e gelo, todos formados em anéis gigantes em torno de seus mundos primários. Por exemplo, Saturno tem milhões de partículas no anel, mas apenas alguns satélites que parecem ser moonlets. Moonlets têm força gravitacional suficiente para exercer alguma influência sobre as partículas do anel para mantê-las alinhadas enquanto orbitam o planeta.
Agora que os astrônomos estão encontrando planetas em torno de outras estrelas - chamados exoplanetas- é muito provável que pelo menos alguns tenham luas e talvez até anéis. No entanto, esses sistemas exomoon e exo-ring podem ser difíceis de encontrar, pois os próprios planetas - e muito menos suas luas e anéis em potencial - são difíceis de detectar devido ao brilho de suas estrelas. Até que os cientistas planejem uma técnica para detectar os anéis e luas de planetas distantes, continuaremos a pensar sobre o mistério de sua existência.