ดวงจันทร์มวลระดับดาวเคราะห์คือวัตถุที่มีมวลระดับดาวเคราะห์ซึ่งเป็นดาวบริวารตามธรรมชาติของวัตถุท้องฟ้า อื่นที่ไม่ใช่ ดาวฤกษ์ เนื่องจาก มวลของมันดวงจันทร์เหล่านี้จึงมีขนาดใหญ่และ มีรูปร่าง เป็นทรงรี (บางครั้งก็เป็นทรงกลม ) อันเนื่องมาจากสมดุลอุทกสถิต ที่เกิดจาก การหลอมละลายบางส่วนภายในและการแยกตัวและ/หรือจาก ความร้อนจาก แรงดึงดูดหรือรังสีในบางกรณีอาจก่อตัวเป็นมหาสมุทรใต้พื้นผิว

ดวงจันทร์ที่มีมวลระดับดาวเคราะห์บางครั้งเรียกว่าดาวบริวารโดยนักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ บางคน เช่นอลัน สเติร์นซึ่งให้ความสำคัญกับว่าวัตถุท้องฟ้ามีธรณีวิทยาของดาวเคราะห์หรือไม่ (นั่นคือ เป็นวัตถุของดาวเคราะห์หรือไม่) มากกว่าวงโคจร ของดวงอาทิตย์หรือนอกดวงอาทิตย์ ( พลศาสตร์ของดาวเคราะห์ ) ^{[ 1 ]}ดังนั้นพวกเขาจึงถือว่าดวงจันทร์ที่มีมวลระดับดาวเคราะห์เป็นกลุ่มย่อยของดาวเคราะห์ แนวคิดเรื่องดาวเคราะห์เป็นวัตถุสามประเภท ( ดาวเคราะห์ คลาสสิ กดาวเคราะห์แคระ และดาวบริวาร) นี้ไม่ได้รับการยอมรับจากสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU)

ในระบบสุริยะ ของเรามีดวงจันทร์สองดวง คือแกนีมีดและไททันซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธและดวงจันทร์ดวงที่สาม คือคัลลิสโตมีขนาดเล็กกว่าดาวพุธเพียงเล็กน้อย แม้ว่าทั้งสามดวงจะมีมวลน้อยกว่าดาวพุธก็ตาม นอกจากนี้ ดวงจันทร์อีกเจ็ดดวง ได้แก่ แกนีมีด ไททัน คัลลิสโตไอโอลูนา ( ดวงจันทร์ของโลก ) ยูโรปาและไทรทันมีขนาดใหญ่กว่าและมีมวลมากกว่า ดาว พลูโตและอีริสซึ่ง เป็นดาวเคราะห์แคระ ที่ใหญ่ที่สุดและมีมวลมากที่สุด

ความแตกต่างระหว่างดาวเทียมและดาวเคราะห์แบบคลาสสิกไม่ได้รับการยอมรับจนกระทั่งหลังจาก มีการกำหนด แบบจำลองระบบสุริยะแบบเฮลิโอเซนทริกขึ้น เมื่อปี ค.ศ. 1610 กาลิเลโอค้นพบดาวเทียมดวงแรกของดาวเคราะห์ดวงอื่น ( ดวงจันทร์กาลิเลียน ทั้งสี่ ของดาวพฤหัสบดี) เขาเรียกพวกมันว่า "ดาวเคราะห์สี่ดวงโคจรรอบดาวพฤหัสบดีในช่วงเวลาและคาบเวลาที่ไม่เท่ากัน ด้วยความเร็วอันน่าอัศจรรย์" ^{[ 2 ]}ในทำนองเดียวกันคริสเตียน ฮอยเกนส์ เมื่อค้นพบ ไททันดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ในปี ค.ศ. 1655 ได้ใช้คำว่า "planeta" (ดาวเคราะห์), "Stella" (ดาวฤกษ์), "luna" (ดวงจันทร์) และคำที่ทันสมัยกว่าคือ "satellite" (ดาวเทียม) เพื่ออธิบายมัน^{[ 3 ]}โจวันนี คาสสินีเมื่อประกาศการค้นพบดวงจันทร์ไออาเพตัสและเรีย ของดาวเสาร์ ในปี ค.ศ. 1671 และ 1672 ได้อธิบายพวกมันว่าเป็นNouvelles Planetes autour de Saturne ("ดาวเคราะห์ดวงใหม่รอบดาวเสาร์") ^{[ 4 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อJournal de Scavansรายงานการค้นพบดวงจันทร์ใหม่สองดวงของดาวเสาร์ ( เททิสและไดโอนี ) โดยแคสสินีในปี 1686 ก็ได้เรียกพวกมันว่า "ดาวบริวาร" อย่างเคร่งครัด แม้ว่าบางครั้งจะเรียกดาวเสาร์ว่าเป็น "ดาวเคราะห์หลัก" ก็ตาม^{[ 5 ]}เมื่อวิลเลียม เฮอร์เชล ประกาศการค้นพบวัตถุสองชิ้นที่โคจรรอบดาวยูเรนัส ( ไททาเนียและโอเบรอน ) ในปี 1787 เขาได้เรียกพวกมันว่า "ดาวบริวาร" และ "ดาวเคราะห์รอง" ^{[ 6 ]}รายงานการค้นพบดาวบริวารตามธรรมชาติทั้งหมดในภายหลังใช้คำว่า "ดาวบริวาร" เพียงอย่างเดียว^{[ 7 ]}แม้ว่าหนังสือSmith's Illustrated Astronomy ปี 1868 จะเรียกดาวบริวารว่า "ดาวเคราะห์รอง" ก็ตาม^{[ 8 ]}

อลัน สเติร์นถือว่าดาวบริวารเป็นหนึ่งในสามประเภทของดาวเคราะห์ ร่วมกับดาวเคราะห์แคระและดาวเคราะห์แบบคลาสสิก^{[ 9 ]}คำว่าplanemo ("วัตถุที่มีมวลระดับดาวเคราะห์") ครอบคลุมประชากรทั้งสามกลุ่ม^{[ 10 ]} คำจำกัดความของ 'ดาวเคราะห์' ของสเติร์นและ IAU ขึ้นอยู่กับสมดุลอุทกสถิตกล่าวคือ มวลของวัตถุต้องเพียงพอที่จะทำให้มันเป็นพลาสติก เพื่อให้มันคลายตัวเป็นทรงรีภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวเอง คำจำกัดความของ IAU ระบุว่ามวลต้องมากพอที่จะเอาชนะ 'แรงของวัตถุแข็ง' และไม่ได้กล่าวถึงวัตถุที่อาจอยู่ในสมดุลอุทกสถิตเนื่องจากมหาสมุทรใต้พื้นผิวหรือ (ในกรณีของไอโอ) เนื่องจากแมกมาที่เกิดจากความร้อนจากแรงดึงดูด ดวงจันทร์น้ำแข็งขนาดใหญ่หลายดวงอาจมีมหาสมุทรใต้พื้นผิว^{[ 11 ]}

ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่สุดเจ็ดดวงมีมวลมากกว่าดาวพลูโตซึ่งเป็นดาวเคราะห์แคระที่อยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิต (และยังมีมวลมากกว่าอีริสซึ่งเป็นดาวเคราะห์แคระที่มีมวลมากกว่าพลูโตเสียอีก) ดวงจันทร์ทั้งเจ็ดดวงนี้ได้แก่ดวงจันทร์ ของโลก ดวงจันทร์กาลิเลียนสี่ดวงของดาวพฤหัสบดี ( ไอโอยูโรปาแกนีมีดและคาลิสโต ) และดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ ( ไททัน ) และดาวเนปจูน ( ไทรทัน ) แกนีมีดและไททันมีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธ และคาลิสโตก็มีขนาดเกือบเท่ากัน ดวงจันทร์ทั้งหมดนี้รูปร่างเป็นทรงรี อย่างไรก็ตาม ดวงจันทร์สองดวงที่ใหญ่กว่าดาวพุธมีมวลน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของดาวพุธ และมวล รวมถึงองค์ประกอบและอุณหภูมิภายใน เป็นตัวกำหนดว่าวัตถุนั้นมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะอยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิตหรือไม่ โดยทั่วไปเชื่อกันว่าไอโอ ยูโรปา แกนีมีด ไททัน และไทรทัน อยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิต แต่ดวงจันทร์ของโลกนั้นทราบกันดีว่าไม่ได้อยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิต และสถานการณ์ของคาลิสโตยังไม่ชัดเจน

ดวงจันทร์อีกสิบสองดวงก็มีรูปร่างเป็นทรงรีเช่นกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าพวกมันเคยอยู่ในสภาวะสมดุลในช่วงใดช่วงหนึ่งในประวัติศาสตร์ อย่างไรก็ตาม มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าดวงจันทร์บางดวงเหล่านี้ไม่ได้อยู่ในสภาวะสมดุลอีกต่อไป เนื่องจากพวกมันแข็งตัวมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเย็นตัวลงตามกาลเวลา

ดวง จันทร์โปรที อุส (เนปจูน VIII) ซึ่งเป็น ดวงจันทร์ที่ใหญ่เป็นอันดับสองของเนปจูนนั้นบางครั้งถูกรวมไว้โดยผู้เขียนที่อภิปรายหรือสนับสนุนแนวคิดทางธรณีฟิสิกส์ของ 'ดาวเคราะห์' ^{[ 12 ] [ 13 ]}มันมีขนาดใหญ่กว่ามิมาส แต่ค่อนข้างห่างไกลจากความเป็นทรงกลม

การพิจารณาว่าดวงจันทร์อยู่ในภาวะสมดุลอุทกสถิตหรือไม่นั้น ต้องอาศัยการสังเกตอย่างใกล้ชิด และการพิสูจน์ว่าไม่อยู่ในภาวะสมดุลนั้นง่ายกว่าการพิสูจน์ว่าอยู่ในภาวะสมดุลเสียอีก

ดวงจันทร์ที่เป็นหินทั้งหมดของโลกแข็งตัวออกจากสภาวะสมดุลเมื่อหลายพันล้านปีก่อน^{[ 14 ]}แต่ดวงจันทร์อีกหกดวงที่ใหญ่กว่าพลูโต ซึ่งสี่ดวงส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็งนั้น สันนิษฐานว่ายังคงอยู่ในสภาวะสมดุล (น้ำแข็งมีความแข็งแรงในการรับแรงดึงน้อยกว่าหิน และเสียรูปที่ความดันและอุณหภูมิต่ำกว่าหิน) หลักฐานอาจแข็งแกร่งที่สุดสำหรับแกนีมีดซึ่งมีสนามแม่เหล็กที่บ่งชี้ถึงการเคลื่อนที่ของวัสดุที่เป็นตัวนำไฟฟ้าภายใน แม้ว่าของเหลวนั้นจะเป็นแกนโลหะหรือมหาสมุทรใต้พื้นผิวก็ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 15 ]} ดวงจันทร์ขนาดกลางดวงหนึ่งของดาวเสาร์ ( เรีย ) อาจอยู่ในสภาวะสมดุลเช่นกัน^{[ 16 ] [ 11 ]} เช่นเดียวกับดวงจันทร์สองดวงของยูเรนัส ( ไททาเนียและโอเบรอน ) ^{[ 11 ]} อย่างไรก็ตาม ดวงจันทร์ทรงรีอื่นๆ ของดาวเสาร์ ( มิมาสเอนเซลาดัส เททิสไดโอนีและไออาเพตัส ) ไม่ได้อยู่ในสภาวะสมดุลอีกต่อไป^{[ 16 ]}นอกจากจะไม่อยู่ในสภาวะสมดุลแล้ว มิมาสและเททิสยังมีความหนาแน่นต่ำมาก และมีการเสนอแนะว่าพวกมันอาจมีรูพรุนภายในที่ไม่สามารถละเลยได้^{[ 17 ] [ 18 ]}ซึ่งในกรณีนี้พวกมันจะไม่ใช่ดาวบริวาร สถานการณ์ของดวงจันทร์ทรงรีขนาดเล็กสามดวงของดาวยูเรนัส ( อุมเบรียลแอเรียลและมิแรนดา ) ยังไม่ชัดเจน เช่นเดียวกับดวงจันทร์ชารอน ของดาว พลูโต^{[ 14 ]}

ดวงจันทร์ TNO ได้แก่ Eris I Dysnomia , Orcus I VanthและอาจรวมถึงVarda I Ilmarëมีขนาดอย่างน้อยเท่ากับ Mimas ซึ่งเป็นดวงจันทร์ทรงรีที่เล็กที่สุดของดาวเสาร์ อย่างไรก็ตาม วัตถุที่อยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูนดูเหมือนจะกลายเป็นวัตถุแข็งเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น (เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 900–1000 กม.) มากกว่าดวงจันทร์ของดาวเสาร์และดาวยูเรนัส (เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 400 กม.) ทั้ง Dysnomia และ Vanth เป็นวัตถุมืดที่มีขนาดเล็กกว่า 900–1000 กม. และ Dysnomia เป็นที่ทราบกันว่ามีความหนาแน่นต่ำ ซึ่งบ่งชี้ว่ามันไม่สามารถเป็นของแข็งได้ ดังนั้น วัตถุเหล่านี้จึงถูกตัดออกไป^{[ 19 ]}

– เชื่อว่าอยู่ในภาวะสมดุล

– ยืนยันแล้วว่าไม่ได้อยู่ในสภาวะสมดุล

– หลักฐานที่ไม่แน่ชัด

รายชื่อดวงจันทร์ทรงรี^{[ 20 ]}

ดวงจันทร์		ภาพ	รัศมี		มวล		ความหนาแน่น	แรงโน้มถ่วงพื้นผิว	ปีแห่งการค้นพบ	สมดุล อุทกสถิต?
ชื่อ	การกำหนด		( กม .)	( R )	( 10 21  กก.)	( M )	(กรัม/ซม³ )	( g )
แกนีมีด	จูปิเตอร์ III		2 634 .1 ± 0.3	156.4%	148.2	201.8%	1.942 ± 0.005	0.146	1610
ไททัน	ดาวเสาร์ VI		2 574 .7 ± 0.1	148.2%	134.5	183.2%	1.88 ± 0.001	0.138	1655	[ 21 ]
คาลิสโต	ดาวพฤหัสบดีที่ 4		2 410 .3 ± 1.5	138.8%	107.6	146.6%	1.834 ± 0.003	0.126	1610	[ 22 ]
ไอโอ	ดาวพฤหัสบดีที่ 1		1 821 .6 ± 0.5	104.9%	89.3	121.7%	3.528 ± 0.006	0.183	1610
ดวงจันทร์ (ลูน่า)	โลก I		1 737 .05	100%	73.4	100%	3.344 ± 0.005	0.165	ยุคก่อนประวัติศาสตร์	[ 23 ]
ยูโรปา	จูปิเตอร์ II		1 560 .8 ± 0.5	89.9%	48.0	65.4%	3.013 ± 0.005	0.134	1610
ไทรทัน	เนปจูนที่ 1		1 353 .4 ± 0.9	79.9%	21.4	29.1%	2.059 ± 0.005	0.080	1846
ไททาเนีย	ยูเรนัส III		788.9 ± 1.8	45.4%	3.4550 ± 0.0509 [ 24 ]	4.6%	1.683	0.040	1787	[ 11 ]
เรีย	ดาวเสาร์ V		764.3 ± 1.0	44.0%	2.31	3.1%	1.237 ± 0.005	0.027	1672	[ 16 ]
โอเบรอน	ยูเรนัส IV		761.4 ± 2.6	43.8%	3.1104 ± 0.0749 [ 24 ]	4.2%	1.682	0.036	1787	[ 11 ]
ไออาเพตัส	ดาวเสาร์ที่ 8		735.6 ± 1.5	42.3%	1.81	2.5%	1.089 ± 0.007	0.022	1671	[ 16 ]
ชารอน	พลูโต I		606 ± 0.5	34.7%	1.58	2.1%	1.705 ± 0.006	0.029	พ.ศ. 2521	[ 14 ]
อัมบริเอล	ยูเรนัส II		584.7 ± 2.8	33.7%	1.29 ± 0.03	1.7%	1.538	0.023	1851
อาริเอล	ยูเรนัส I		578.9 ± 0.6	33.3%	1.23 ± 0.02	1.7%	1.517	0.028	1851
ไดโอน	ดาวเสาร์ IV		561.4 ± 0.4	32.3%	1.095	1.5%	1.476 ± 0.004	0.024	1684	[ 16 ]
เททิส	ดาวเสาร์ III		533.0 ± 0.7	30.7%	0.617	0.84%	0.984 ± 0.004	0.015	1684	[ 16 ]
เอนเซลาดัส	ดาวเสาร์ II		252.1 ± 0.2	14.5%	0.108	0.15%	1.608 ± 0.003	0.011	1789	[ 16 ]
มิแรนด้า	ยูเรนัส V		235.8 ± 0.7	13.6%	0.063	0.09%	1.21 ± 0.11	0.008	1948
มิมาส	ดาวเสาร์ I		198.2 ± 0.4	11.4%	0.0375	0.05%	1.150 ± 0.004	0.006	1789	[ 16 ]

เมโทนพัลลีนและเอจีออน (ซึ่งไม่แน่ใจนัก) อยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิต^{[ 25 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่ใช่วัตถุที่มีมวลระดับดาวเคราะห์ จึงไม่รวมอยู่ในกลุ่มดวงจันทร์ที่มีมวลระดับดาวเคราะห์

ไททันมีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นกว่าโลก โดยมีความดันพื้นผิว 1.4 บาร์ ในขณะที่ไทรทันมีชั้นบรรยากาศที่ค่อนข้างบางกว่าที่ 14 ไมโครบาร์ ไททันและไทรทันเป็นดวงจันทร์เพียงดวงเดียวที่ทราบว่ามีชั้นบรรยากาศที่สำคัญเพียงพอที่จะขับเคลื่อนกระบวนการสภาพอากาศและภูมิอากาศ^{[ 26 ]}ไอโอ (1.9 ไมโครบาร์) และคาลิสโต (26 ไมโครบาร์) มีชั้นบรรยากาศที่บางมาก แต่ก็ยังเพียงพอที่จะเกิดการชนกันระหว่างโมเลกุลและดังนั้นจึงเป็นก๊าซ ดวงจันทร์ที่มีมวลเท่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ มีเพียงชั้นบรรยากาศภายนอก เท่านั้น ^{[ 27 ]}ตรวจพบชั้นบรรยากาศภายนอกรอบดวงจันทร์ของโลก ยูโรปา แกนีมีด^{[ 27 ]}เอนเซลาดัส^{[ 28 ]}ไดโอนี^{[ 29 ]}และเรีย^{[ 30 ]}ความเป็นไปได้ที่จะมีชั้นบรรยากาศภายนอกรอบไททาเนีย แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการยืนยัน^{[ 31 ]}

• รายชื่อวัตถุในระบบสุริยะที่มีรูปร่างกลมเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
• รายชื่อวัตถุในระบบสุริยะเรียงตามขนาด

• ดวงจันทร์ก็คือดาวเคราะห์: ประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์เทียบกับเป้าหมายทางวัฒนธรรมในการจำแนกประเภทวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ โดยฟิลิป ที. เมทซ์เกอร์ , วิลเลียม เอ็ม. กรันดี, มาร์ค ไซค์ส, เอส. อลัน สเติร์น, เจมส์ เอฟ. เบลล์ ที่ 3, ชาร์ลีน อี. เดเทลิช, เคอร์บี ดี. รันยอน, ไมเคิล ซัมเมอร์ส, 22 ตุลาคม 2021