Обе планеты-гиганты имеют обширные семейства спутников. У Юпитера известно 14 «сопровождающих»» у Сатурна – 15. Их можно разделить на две категории: не все они крупные, но четыре из них – юпитерианские спутники Ио, Ганимед, Каллисто и спутник Сатурна Титан – больше, чем наша Луна.

Спутники Юпитера

Четыре ярких спутника Юпитера – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – были открыты Галилеем зимой 1609-1610 года с помощью одного из его первых телескопов. Все они были бы видны невооруженным глазом, если бы не тонули в блеске Юпитера. Почти в то же самое время их наблюдал С. Мариус. Между Мариусом и Галилеем возник спор о приоритете. Может быть, именно поэтому их названия, данные Мариусом, не были общеупотребимыми до самого последнего времени.
В любой телескоп можно увидеть «галилеевы» спутники. Поскольку их орбиты лежат в плоскости экватора Юпитера, они стремятся выстраиваться в одну линию. Их перемещения нетрудно наблюдать. Спутник может пересекать диск Юпитера, может проходить за планетой и «покрываться» ею, либо может быть закрыт тенью Юпитера. Прохождения тени от спутников по диску Юпитера хорошо видны в телескоп. Все «галилеевы» спутники достаточно велики, и в большие телескопы можно даже заметить детали на их поверхностях. Ио и Ганимед были сфотографированы космическими аппаратами «Пионер» в 1973 и 1974 гг.
Ганимед – самый большой и самый яркий из «галилеевых» спутников; его диаметр около 5000 км. По последним измерениям он больше планеты Меркурий. Каллисто почти такой же по размерам, но значительно менее массивен, так как его плотность ниже. Ио и Европа больше похожи на Луну по размерам и плотности; «Пионер-10» обнаружил у Ио разреженную атмосферу и ионосферу, которые воздействуют на радиоизлучение Юпитера, так как спутник движется на периферии магнитосферы Юпитера.
Остальные спутники много меньше. Спутник Амальтея, открытый Э. Барнардом в 1892 г., самый близкий к планете, и его орбита лежит внутри орбиты Ио; его среднее расстояние от центра Юпитера всего лишь 181000 км и период обращения 11 ч 57 мин. Диаметр спутника порядка 200 км, так что он невидим в небольшой телескоп. Все другие небольшие астероидоподобные спутники находятся дальше Каллисто; четыре из них движутся вокруг Юпитера в обратном направлении. Это как будто бы подтверждает гипотезу, что они были захвачены Юпитером из зоны малых планет. Более того, они находятся столь далеко от Юпитера – на расстоянии более 24 млн. км, – что испытывают сильное возмущающее воздействие со стороны Солнца, и их орбиты далеки от круговых.

Титан – уникальный спутник

Семейство спутников Сатурна значительно отличается от юпитерианского. В нем только один спутник имеет размеры планеты (Титан) и только один определенно относится к астероидам (Феба); остальные – промежуточного типа.
Титан был открыт Христианом Гюйгенсом в 1655 г. Его легко увидеть в небольшой телескоп. Он движется вокруг Сатурна на расстоянии 1220000 км по круговой орбите, наклоненной на 0,5° к плоскости колец; период обращения – 15 суток 22,5 ч. Диаметр Титана определен в 5120 км. Титан больше Луны и планеты Меркурий.
Титан уникален тем, что это единственный спутник, имеющий существенную атмосферу. Основная составляющая – по-видимому, азот; давление на поверхности около 100 мбар, что в 10 раз больше, чем на поверхности Марса. Эта атмосфера, однако, должна непрерывно возобновляться, поскольку молекулы газа улетучиваются с его поверхности тоже непрерывно, хотя и с относительно небольшой скоростью – вследствие низкой температуры поверхности. Эти молекулы не могут выйти из-под влияния притяжения самого Сатурна и остаются на той же орбите, что и Титан; поэтому Титан захватывает их снова и общая плотность атмосферы остается почти постоянной. В атмосфере Титана могут быть облака, и поэтому детали его поверхности трудно рассмотреть.

Другие спутники Сатурна

Другие спутники Сатурна много меньше Внутренние (Янус, Мимас, Энцелад и ТеАия) имеют низкую плотность и считаются скорее всего большими ледяными шарами. Только Тефия имеет диаметр 1000 км. Янус – самый близкий к Сатурну спутник – был открыт А. Дольфюсом в 1966 г. и различим только тогда, когда кольца видны с ребра. Четвертый и пятый спутники Диона и Рея, плотнее и массивнее, хотя все же менше Луны. Следующий по порядку – Титан, далее идет очень маленький спутник Гиперион и затем Япет, который гораздо более ярок, когда находится к западу от Сатурна, чем когда расположен к востоку. Предположительно он имеет синхронное вращение и либо неправильную форму, либо поверхность с неодинаковой отражающей способностью. Последней идет Феба, находящаяся на расстоянии 13 млн. км от Сатурна; этот спутник чрезвычайно мал, и его обратное движение указывает на то, что, вероятно, это захваченный астероид.