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​木星的卫星-天文名词

2024-10-07 18:31 来源:贴说网 点击:

木星的卫星-天文名词

木星是太阳系从太阳向外的第五颗行星,并且是最大的行星。古代的天文学家就已经知道这颗行星,罗马人以他们的神称这颗行星为朱庇特。古代中国则称木星为岁星,取其绕行天球一周为12年,与地支相同之故。

木星拥有69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。[1][2]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。

木星的卫星之中有8颗属于规则卫星,它们沿几乎呈正圆的顺行轨道公转,轨道相对木星的赤道面倾斜度近乎零。4颗伽利略卫星的质量最大,足以形成近球体形状。其余4颗规则卫星的体积则小得多,轨道更接近木星,是木星环尘埃的主要来源。剩余的卫星都属于不规则卫星,它们分别有顺行和逆行轨道,距离木星较远,轨道倾角和离心率都非常高。这类卫星都很可能曾经围绕太阳公转,之后被木星所捕获的天体。自2003年以来,共有17颗已发现但未命名的不规则卫星。

移除木星及其四颗最大的卫星

特性

木星卫星的物理和轨道特性差异颇大。四颗伽利略卫星直径超过3000公里,而木卫三甚至是太阳系中除了太阳和八大行星以外最大的天体。其余卫星直径都低于250公里,最小的只仅仅超过5公里。就算是伽利略卫星中最小的木卫二,也足足有其他卫星(不包括伽利略卫星)加起来的5000倍。轨道形状的变化也极大:从近正圆到高离心率不等。另外,有的轨道方向和木星的自转方向相反(逆行)。公转周期也介乎7个小时(比木星自转周期还短)到长达3年左右。

形成和发展

人们认为木星的规则卫星形成于环行星盘——类似于原行星盘的气体及固体碎片环。[3][4]这些物质可能是一颗在木星历史早期形成的、质量与伽利略卫星相约的卫星的残余物。[3][5]

模拟显示,环行星盘在任何时候都有着相对低的质量,每隔一段时间,从太阳星云捕捉来的木星质量的一小部分就会经过环行星盘。然而,现有的卫星只需要木星质量百分之二的环行星盘质量便可解释。[3]这表示在木星的早期历史中,可能经过了几代与伽利略卫星质量相约的卫星。每一代卫星都因为环行星盘的阻力而渐渐堕入木星,而从捕捉来的太阳星云碎片则再形成新一代的卫星。[3]当今天这一代(可能为第五代)形成的时候,环行星盘已经稀薄到不能对卫星的轨道造成很大的影响。[5]现在的伽利略卫星仍然受到影响,并正在靠近木星。只有木卫一、木卫二和木卫三受到轨道共振的保护。而木卫三较大的质量表示它会比木卫一和木卫二更快靠近木星。[3]

人们认为,外圈的不规则卫星是被捕获的路过的小行星。那时原卫星环的质量仍然足够吸收小行星的动力并使其进入轨道。当中许多被突然的减速撕裂,有的之后被其他卫星撞散,从而形成今天我们见到的各个族群。[6]

发现

第一个声称观测到木星卫星的人是中国天文学家甘德于公元前364年。[7]但两千年之后1609年由伽利略·伽利莱作出的发现才是被世界公认肯定的。[8]1610年三月,他以一具30倍放大率望远镜观测到了四颗大型伽利略卫星:[9]木卫三、木卫四、木卫一和木卫二。直到1892年爱德华·爱默生·巴纳德才发现木卫五。旅行者号于1979年到达木星的时候,已经有13颗卫星被发现。木卫十八于1975年发现, [10]但由于缺乏观测数据而丢失了,直到2000年才寻回。1979年,发现者号任务发现了3颗新的内圈卫星:木卫十六、木卫十五和木卫十四。[11]

之后二十年都没有新发现的卫星,但1999年十月和2003年二月期间,研究者们使用敏感的地面感应器发现了32颗。[12]它们都是小型卫星,大多有着长、高离心率、逆行的轨道,直径平均为3 km(1.9 mi),其最大者也只有9 km(5.6 mi)。相信这些卫星都是捕捉来的小行星或彗星,并有可能是某星体的碎片。[13]可是我们真正对他们的认识还是很少。其后人们又发现了14颗卫星,但还未被确认。观测到的木星卫星数目达到63颗。[14]截至2008年,这个数目在太阳系各行星中居冠,然而额外可能存在着小卫星。

命名

木星的伽利略卫星在1610年发现后不久便由西门·马里乌斯命名为艾奥(木卫一)、欧罗巴(木卫二)、盖尼米德(木卫三)和卡里斯托(木卫四)。[15]20世纪之前,这些名称并不受欢迎,取而代之的为“木卫一”、“木卫二”,或“木星的第一颗卫星”等诸如此类的称号。[15]这些名称要到20世纪才被广泛使用,而其余新发现的卫星则仍待命名,并称以其罗马数字编号V(5)至XII(12)。[16]1892年发现的木卫五,被法国天文学家佛林马利安首度称为阿曼尔提亚,非官方,但很流行。[12]

直到1970年代,天文文学都直接使用卫星的罗马数字编号。[17]1975年,国际天文联合会(IAU)为木卫五至十三起名,[18]并为日后发现的卫星提供正式的命名程序。[18]规则是:新发现卫星的名称须为神祇朱庇特(宙斯)的爱人和喜欢的人。而自2004年,命名规则扩大到以上人物的后代。[19]木卫三十四之后的卫星都以朱庇特或宙斯的女儿命名。[19]

有些小行星和木星卫星有相同的名称:小行星9、小行星38、小行星52、小行星85、小行星113和小行星239。国际天文联合会将两颗小行星(小行星1036和小行星204)永久改名以避免冲突。

参考资料

Solar System Bodies. JPL/NASA. [2008-09-09].

跳转^ IAUC 7555, January 2001. FAQ: Why don't you have Jovian satellite S/2000 J11 in your system?. JPL Solar System Dynamics. [2011-02-13].

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上述部分文献全部引用维基百科:https://zh.wikipedia.org/wiki/木星的卫星