Des recherches récentes ont mis en lumière la différence de nombre de lunes parmi les planètes de notre système solaire. Alors que les géantes gazeuses comme Jupiter et Saturne possèdent de nombreuses lunes, les planètes terrestres comme Vénus n'en ont aucune. Cette disparité soulève des questions sur la formation et la capture des satellites naturels.
Deux théories principales expliquent l'existence des lunes : la capture gravitationnelle et la formation simultanée avec le système solaire. La théorie de la capture gravitationnelle postule que les lunes sont attirées dans l'orbite d'une planète si elles pénètrent dans son rayon de Hill, où l'attraction gravitationnelle de la planète est suffisamment forte pour les retenir.
Le rayon de Hill varie considérablement d'une planète à l'autre, influencé par leur masse et leur proximité avec le Soleil. Par exemple, le petit rayon de Hill de Mercure limite sa capacité à capturer des lunes, car les satellites potentiels peuvent plutôt être attirés par l'influence gravitationnelle du Soleil.
À l'inverse, les planètes plus grandes comme Jupiter et Saturne possèdent des rayons de Hill étendus, leur permettant de capturer de nombreuses lunes. Jupiter, par exemple, compte 95 lunes connues, tandis que Saturne en a 146.
De plus, certaines lunes ont pu se former simultanément avec leurs planètes lors de la phase du disque de gaz du jeune système solaire. Cependant, cela ne s'applique qu'à quelques lunes, la plupart des autres ayant probablement été capturées à partir de la ceinture d'astéroïdes ou par d'autres moyens.
La Lune de la Terre est particulièrement unique, ayant été formée à partir de débris résultant d'une collision avec un corps de la taille de Mars. Cette théorie est soutenue par la découverte de roches basaltiques sur la Lune, similaires à celles trouvées sur Terre.
Comprendre les origines et les caractéristiques des lunes planétaires reste un sujet d'enquête scientifique, avec des débats en cours concernant les processus qui régissent leur formation et leur rétention.