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罗马人巧妙地以众神之王的名字命名木星。木星除了是太阳系中最大的行星——质量是其他所有行星总质量的2.5倍——它还是太阳系中拥有最多卫星的行星。到目前为止,在这颗巨大的气体行星周围已经发现了79颗自然卫星,并且还有更多可能存在的卫星。
木星的卫星数量众多,且种类繁多,因此可以将它们分为几组。首先,众所周知最大的卫星是伽利略星系,或称作主星群,它们与较小的内星团一起构成了木星的规则卫星群。除此之外,还有许多不规则卫星环绕着这颗行星,并伴有碎片环。 以下是我们对他们的了解……
发现和命名:
伽利略使用自己设计的20倍放大倍率望远镜,首次观察到肉眼看不到的天体。1610年,他首次记载发现了环绕木星的卫星,后来称之为伽利略卫星。
图解:伽利略卫星,从左至右,与木星距离近至远为:木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。
当时,他只观察到三个天体,他认为这些天体是恒星。然而,在1610年1月至3月期间,他继续观察他们,并注意到第四个天体。随着时间的推移,他意识到这四个天体并不像固定的恒星那样运行,事实上它们是围绕木星旋转的天体。
图解:伽利略的肖像摄影: Giusto Sustermans,1636。 来源: 格林威治皇家博物馆
这些发现证明了使用望远镜观察以前看不到的天体的重要性。更重要的是,伽利略证明除了地球以外的其他行星也有自己的卫星系统,这给至今仍被广泛接受的托勒密宇宙模型以沉重打击。
图解:木星不规则卫星的轨道,与这些卫星如何聚集成群:根据半长轴(横轴)、轨道倾角(纵轴)和轨道离心率(黄线)。相对体积由圆圈表示。
为了寻求托斯卡纳大公爵科西莫 · 德 · 美第奇(Cosimo de Medici)的赞助,伽利略最初寻求许可将卫星命名为“科斯米卡 · 西德拉(Cosmica Sidera)”(或科西莫的星星)。在科西莫的建议下,伽利略将名字改为梅迪西亚星(Medician stars),以纪念梅迪西家族。这一发现发表在1610年3月在威尼斯出版《星际信使》(“Starry Messenger”)。
图解:逆行卫星:轨道倾角(°)和离心率,橙色为加尔尼卫星群,黄色为阿南刻卫星群
然而,德国天文学家西蒙 · 马吕斯与伽利略各自同时发现了这些卫星。 在约翰内斯 · 开普勒的要求下,他以宙斯(Zues,希腊语中相当于木星的意思)的爱人的名字命名了这些卫星。 在他的专著《木星世界》(Mundus Jovialis,1614年出版)中,他把它们分别命名为伊奥(Io,木卫一)、欧罗巴(Europa,木卫二)、伽倪墨得斯(Ganymede,木卫三)和卡利斯托(Callisto,木卫四)。
图解:木星及其卫星 来源:16pic
伽利略坚决拒绝使用马吕斯的名字,而是发明编号以命名,卫星的专有名字与其一起沿用至今。根据这个方案,卫星的编号是根据它们与木星的距离来确定,并随着距离的增加而增加。因此卫星艾欧,卫星欧罗巴,卫星伽倪墨得斯和卫星卡利斯托分别被命名为木卫I 、木卫II、木卫 III和木卫IV。
图解:1880年11月1日,法国艺术家和天文学家艾蒂安·特劳弗洛特(Etienne Trouvelot)制作的木星图片,展示了凌日卫星阴影和一个更大的大红斑。 图片来源: E.L. 特劳弗洛特(e.l. Trouvelot),纽约公共图书馆
伽利略首次发现主星群后,近三个世纪没有发现其他卫星——直到1892年巴纳德(E. E. Barnard)观测到阿马尔塞(Amalthea,木卫五)。事实上,直到20世纪,借助于望远镜摄影和其他改进措施,大多数木星卫星才开始被发现。
图解:木卫五,来源: bdstatic
希马利亚(Himalia,木卫六)发现于1904年,伊拉拉(Elara,木卫七)发现于1905年,帕西法厄(Pasiphaë,木卫八)发现于1908年,锡诺普(Sinope,木卫九)发现于1914年,莱西萨(Lysithea,木卫十)和加尔尼(Carme,木卫十一)发现于1938年,阿南克(Ananke,木卫十二)发现于1951年,勒达(Leda,木卫十三)发现于1974年。当旅行者号太空探测器在1979年左右抵达木星时,已经发现了13颗卫星,而旅行者号也发现了另外3颗卫星——梅蒂斯(Metis,木卫十六)、阿德拉斯特亚(Adrastea,木卫十五)和忒贝(Thebe,木卫十四)。
图解:宇宙中的大卫星对比 来源:sina
在1999年10月至2003年2月期间,研究人员使用灵敏的地面探测器发现并命名了另外34颗卫星,其中大部分是由斯科特·谢泼德(Scott S. Sheppard)和戴维·杰维特(David C. Jewitt) 领导的团队发现的。 自2003年以来,又发现了16颗尚未命名的卫星,使木星已知卫星总数达到67颗。
尽管伽利略卫星在1610年被发现后不久就被命名了,但是伊奥(Io,木卫一)、欧罗巴(Europa,木卫二)、伽倪墨得斯(Ganymede,木卫三)和卡利斯托(Callisto,木卫四)。
的名字直到20世纪才被人们所喜爱。直到1892年的一次非官方会议上,阿马尔塞(Amalthea,木卫五)才得以如此命名,这个名字最早是由法国天文学家卡米伊·弗拉马利翁(Camille Flammarion)使用的。
图解:木星和它最大的卫星。图片来源:美国航天局/喷气推进实验室(NASA / JPL)
在20世纪70年代前,大多数天文学文献中其他卫星仅用罗马数字(即木星IX)标记。于1975年起,当时国际天文学联合会(IAU)外层太阳系命名工作组为V-XIII号卫星命名,从而为以后发现的任何卫星建立了正式的命名程序。按照惯例,人们会用木星(宙斯)的爱人和心上人的名字来命名新发现的木星卫星;而从2004年起,也是他们的后代。
图解:木星卫星的相对质量。那些比木卫二小的在这个尺度上是看不到的,并且组合起来只能在100倍的放大倍数下才能看到。
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木星拥有79颗已确认的天然卫星,是太阳系内拥有最大卫星系统的行星。当中最大的4颗,统称伽利略卫星,由伽利略于1610年发现,这是首次(除了月球)发现不是围绕太阳的天体。19世纪末起,越来越多更小型的木星卫星被发现,并命名为罗马神话中的诸神之王朱庇特(或同等的宙斯)的各位情人、倾慕者和女儿。
参考资料
1.维基百科全书
2.天文学名词
3. universetoday-吴涛
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