木星的卫星家族

天童老僧 2017-07-06

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中国科技网8月21日报道木星是由罗马人命名的，他们选择众神之王的名字来命名它。它除了是我们太阳系中最大的行星之外——它的质量是所有其他行星总和的2.5倍，它还是太阳系行星中拥有最多卫星的星球。到目前为止，已经确认了67颗天然卫星在围绕着这个巨大的气体巨人运转，可能还会有一些卫星陆续被发现。

木星的卫星数量众多，种类多样，可以将它们分成几类。第一，个头最大的卫星群被称为伽利略卫星或主群。以及个头较小的内群，它们由木星的规则卫星组成。除了它们之外，还有许多不规则卫星在围绕着木星运转，以及它的环状碎片。下面，让我们深入地了解这些卫星。

规则卫星：

木星的规则卫星如此命名是因为它们有着顺行轨道——它们在同一个方向上围绕它们的行星运转。这些轨道接近圆形并且低倾角，这意味着它们的轨道接近木星的赤道。其中，伽利略木星(又名主群)是最为人们熟知，也是体型最庞大的卫星。

这些都是木星最大的卫星，也分别是太阳系中第四，第六，第一和第三大卫星。它们占据了木星轨道上99.999%的总质量，轨道距离卫星400,000到2000,000公里之间。它们也是太阳系中除了太阳和八大行星之外最大的天体，半径比任何一颗矮行星都要大。

它们包括，艾奥(木卫一)、欧罗巴(木卫二)、加尼未(木卫三)、卡利斯托(木卫四)，都是由伽利略发现的，并命名为伽利略卫星来纪念他。以希腊神话宙斯的情人的名字命名的卫星，在1610年伽利略发现它们之后不久，由西门马里乌斯对它们命名。其中，最靠近木星的卫星是艾奥(木卫一)，它是以宙斯情人女祭司赫拉的名字命名的。

它的直径3642公里，是太阳系中第四大卫星。在这个天体上有400多座活火山，也是太阳系中地质活动最活跃的星球。它的表面遍布了超过100座山脉，其中一些比地球上的珠穆朗玛峰还要高。

不同于外太阳系的大多数卫星(表面被冰覆盖)，艾奥(木卫一)主要由被熔铁或硫化铁芯包围的硅酸盐岩石组成。木卫一的大气层主要由二氧化硫组成，而且非常稀薄。

从最里层向外数的第二个伽利略卫星是欧罗巴(木卫二)，它得名于神话中被宙斯爱慕的腓尼基公主，后来成为克里特岛女王。它的直径3121.6公里，是伽利略卫星中体积最小的，比月亮略小。

欧罗巴(木卫二)的地表由一层100公里厚的水构成。最上面的部分是固体冰而底部是液态水，有引潮力带来的热量保持液态。如果假设成立，那么有可能有外星生命可能存在于这个地下海洋中，也许在一系列的深海热液喷口附近。

欧罗巴(木卫二)地表是太阳系所有星球中最光滑的一个，支持地表下存在液态水的想法。它的表面缺少陨石坑，这表明地表是一个年轻而活跃的地质构造。木卫二主要由硅酸盐岩石组成，可能还有铁芯，存在一个主要由氧气组成的稀薄的大气层。

接下来是加尼未(木卫三)。它是太阳系中最大的卫星，直径有5262.4公里。它的直径比水星大，质量却只是水星的一半，而且它是一个冰冷的世界。它也是太阳系中已知的唯一拥有磁圈的卫星，这可能是其内部液态铁对流造成的。

加尼未(木卫三)主要由硅酸盐岩石和冰体构成，科学家们推测有一个咸水海洋存在于木卫三200公里的地下。加尼未(木卫三)上有大量的陨石坑，其中大部分都被冰覆盖，并拥有一个稀薄的含氧大气层，主要包括原子氧、氧气、和臭氧，以及一些氢原子。

卡利斯托(木卫四)是第四个也是最远的伽利略卫星。直径4820.6公里，它也是第二大的伽利略卫星和太阳系中第三大卫星。木卫四是以吕卡翁(阿耳卡狄亚国王)女儿，阿特米斯女神的狩猎同伴的名字命名的。

由大致等量的岩石和冰组成，卡利斯托(木卫四)也是伽利略卫星中密度最小的星球。调查显示，木卫四上也有液态水构成的地下海洋，位于地表下100公里的深处。

卡利斯托(木卫四)是太阳系中陨石坑最多的星球，其中最大的一个是3000公里宽的盆地，被称为沃尔哈拉。它有一个非常稀薄的大气层，主要由二氧化碳构成，成分可能还包括氧气。卡利斯托(木卫四)一直被认为是人类探索木星系统设置基地最合适的地方，因为在木卫四上建立基地的好处在于它的较低辐射(木卫四离木星较远)。

内群(或木卫五组)是四颗直径不到200公里、轨道半径小于200,000公里而且轨道倾斜度小于0.5度的小卫星，这个群包括木卫十六、木卫十五、木卫五、木卫十四。

木卫十六是最接近木星的卫星，距离12.8万公里。它的直径大约40公里，潮汐锁定而且形状高度不对称。旅行者1号太空探测器在1979年发现它。在1983年以宙斯第一个妻子的名字命名它。

距离木星第二近的卫星是阿德拉斯蒂尔星(木卫十五)，这是一个直径20公里与木星距离12.9万公里。也被称为木卫十五，阿德拉斯蒂尔星距离木星第二远，而且是木星的四个内卫星中个头最小的一个。它是在1979年，旅行者2号探测器在飞跃木星时拍摄到的。

阿玛尔忒亚，也被称为木卫五，是距离木星第三远的卫星。它是在1892年9月，由爱德华艾默生巴纳德发现的，并以希腊神话中女神的名字命名。它是由多孔水冰与未知数量的其他材料组成的。其表面特征是大型陨石坑和山脊。

忒拜(又名木星十四)是木星的第四个和最后一个内卫星。它的形状不规则，颜色偏红，与木卫五一样由多孔水冰和未知数量的其他材料组成。其表面特征还包括大型火山口和高山，其中有些与卫星本身的大小差不多。

不规则卫星：

不规则卫星是相比于规则卫星来说，个头相当小而且有着更遥远的距离和偏心的轨道。这些卫星根据轨道和组成特征被分为不同的家族。这些不规则卫星被认为，至少有一部分是木星引力场捕捉到的小行星碰撞形成的。

那些分到不同家族的卫星群都按照它们中间体积最大的卫星来命名。例如，希玛利亚群(木卫六)以希玛利亚(木卫六)来命名，这个卫星平均直径85公里，是围绕木星运转的第五大卫星，据认为，希玛利亚(木卫六)曾经是被木星重力场捕获的小行星，然后经历了碰撞，形成了木卫十三，木卫十和木卫七。这些卫星都有顺行的轨道，意味着它们的运转轨道与木星自转轨道在同一方向上。

加尔尼群平均半径23公里，加尔尼群是木星卫星家族成员中最大的一个，有相似的轨道和外观(均匀的红色)，因此被认为有着共同的起源。这个家族中的卫星都是逆行轨道，意味着它们与木星的旋转方向相反。

阿南克群也是以其中最大的卫星来命名的。它的平均半径14公里，据认为，阿南克群也是一个被木星引力场捕捉的小行星，然后遭受碰撞，形成了大量碎片。这些碎片成为阿南克群中其他15个卫星，这些卫星都是逆行轨道，而且外观是灰色的。

帕西法厄群是一个非常多样化的群，颜色从红色到灰色，代表了多次碰撞结果的可能性很大。用帕西法厄这个名字来命名，平均半径30公里，这些卫星是逆行轨道，也被认为是木星捕获的小行星，由于多次碰撞的碎片形成的。

还有几个不规则卫星不属于任何特殊家族。包括木卫十八和木卫四十六，最内层和最外层的规则卫星，他们都是顺行轨道。S/2003 J 12 和S/2011 J 1是最内层逆行轨道卫星，而S/2003 J 2是木星的最外层卫星。

发现和命名的问题：

在伽利略首次记录发现了主群之后，将近三个世纪的时间没有发现其他卫星，直到巴纳德在1892年观测到了阿玛尔忒娅(木卫五)。实际上，直到21世纪，由于可伸缩望远镜和其他技术改进，大多数类木行星的卫星开始被发现。

1904年发现希玛利亚(木卫六)，1905年发现木卫七，1908年发现木卫八，1914年发现木卫九，1938年发现木卫十和木卫十一，1951年发现木卫十二，1974年发现木卫十三。“旅行者”航天探测器在1979年达到木星的时候，已经发现了13个卫星，“旅行者”航天探测器发现了另外三个，木卫十六，木卫十五和木卫十四。

从1999年10月到2003年2月，研究人员利用敏感的地面探测器发现了后来命名的另外34个卫星，他们中的大多数是Scott S. Sheppard 和 David C. Jewitt领导的研究团队发现的。自2003年以来，又发现了16个卫星，但还没有命名，加上之前已知的，木星的卫星总数达到了67颗。

虽然伽利略卫星在1610年被发现不久就得到了命名，但是艾奥(木卫一)，欧罗巴(木卫二)，加尼未(木卫三)和卡利斯托(木卫四)的名字直到21世纪才被广泛接受。阿玛尔忒娅(木卫五)直到1892年一次非正式会议上才如此命名，法国天文学家卡米伊·弗拉马利翁是首位建议将木卫五命名为阿玛尔忒娅的人。

直到20世纪70年代，其他的卫星，在大多数的天文学文献中，依然仅仅通过罗马数字进行简单的标记。1975年国际天文学联合会对太阳系卫星用V–XIII进行命名，由此为未来发现的卫星建立了一个正式的命名程序。

以宙斯的情人或喜欢的神来命名新发现的木星卫星;而且2004年开始，命名规则扩大到以上人物的后代。由于不断的天文发现，用不了多长时间，发现新的木星卫星已经不足为奇了。命名方式就是第68颗然后接着向下数。