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簡介

木星衛(wèi)星satellites of Jupiter 木星的其他衛(wèi)星比伽利略衛(wèi)星暗得多，要用較大的望遠鏡才能看見。美國天文學(xué)家巴納德在1892年用望遠鏡發(fā)現(xiàn)的木衛(wèi)五在木衛(wèi)一軌道以內(nèi)運動。1979年3月，“旅行者”1號空間探測器發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)五呈淺灰色，上面有一個長約130公里、寬200～220公里的微紅區(qū)域。木星的其他衛(wèi)星則是1904年以來用照相方法陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的，它們在木衛(wèi)四以外的軌道上運動。木星的13個衛(wèi)星中，有的半徑達二千多公里，有的半徑僅幾公里或十幾公里。此外，1979年初，美國加利福尼亞理工學(xué)院的杰威特和丹尼爾森根據(jù)“旅行者” 2號探測結(jié)果宣布發(fā)現(xiàn)木星的一個新衛(wèi)星，即木衛(wèi)十四。1980年，又有人宣布發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)十五和十六，但尚待證實。

木衛(wèi)一附近之所以有氫云、鈉云，是因為原子從衛(wèi)星的弱引力場中逃逸，飄散到周圍空間，但又被木星的巨大引力場束縛住。原子云就展布在“木星空間”，集中在發(fā)源地木衛(wèi)一附近。至于電離層，則是由太陽紫外線電離木衛(wèi)一的外層大氣中的原子造成的。

木星衛(wèi)星

1979年3月，“旅行者”1號空間探測器發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一的表面比較平坦，不像一般天體那樣有眾多的環(huán)形山。這個空間探測器還在木衛(wèi)一上發(fā)現(xiàn)了至少有六座活火山，以每小時1,600公里的速度噴發(fā)著氣體和固體物質(zhì)，噴出物高度可達450公里?；鹕交顒訁^(qū)的直徑有的達200公里，火山噴發(fā)的強度比地球上大得多。

此外，木衛(wèi)一還有一個紅色的極冠；當(dāng)木衛(wèi)一從木星影錐中鉆出來時，有長達15分鐘的亮度增強。射電天文學(xué)家還觀測到木星射電噪暴的強度同木衛(wèi)一在軌道上的位置有密切聯(lián)系。

“旅行者”1號發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二是一個明亮的球體，表面夾雜著一些寬闊的黑色條紋和淡黃色暗區(qū)。這表明木衛(wèi)二被冰覆蓋著，冰層底下可能是巖石；黑色條紋可能是它表面的裂縫?！奥眯姓摺?1號在木衛(wèi)三表面發(fā)現(xiàn)了十分明顯的山脊和峽谷的標志，這說明木衛(wèi)三表面存在斷層?！奥眯姓摺?號拍攝的照片還表明,木衛(wèi)四上有一些由同心環(huán)圍繞的大盆地，地勢起伏不大。同心環(huán)盆地放射出奇特的亮光，表明木衛(wèi)四表面有冰層。此外還發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)四上的環(huán)形山比木衛(wèi)三的多，說明木衛(wèi)四的地質(zhì)年齡比木衛(wèi)三大。

形成和發(fā)展人們認為木星的規(guī)則衛(wèi)星形成于環(huán)行星盤——類似于原行星盤的氣體及固體碎片環(huán)。這些物質(zhì)可能是一顆在木星歷史早期形成的、質(zhì)量與伽利略衛(wèi)星相約的衛(wèi)星的殘余物。

模擬顯示，環(huán)行星盤在任何時候都有著相對低的質(zhì)量，每隔一段時間，從太陽星云捕捉來的木星質(zhì)量的一小部分就會經(jīng)過環(huán)行星盤。然而，現(xiàn)有的衛(wèi)星只需要木星質(zhì)量百分之二的環(huán)行星盤質(zhì)量便可解釋。這表示在木星的早期歷史中，可能經(jīng)過了幾代與伽利略衛(wèi)星質(zhì)量相約的衛(wèi)星。每一代衛(wèi)星都因為環(huán)行星盤的阻力而漸漸墮入木星，而從捕捉來的太陽星云碎片則再形成新一代的衛(wèi)星。當(dāng)今天這一代（可能為第五代）形成的時候，環(huán)行星盤已經(jīng)稀薄到不能對衛(wèi)星的軌道造成很大的影響?，F(xiàn)在的伽利略衛(wèi)星仍然受到影響，并正在靠近木星。只有木衛(wèi)一、木衛(wèi)二和木衛(wèi)三受到軌道共振的保護。而木衛(wèi)三較大的質(zhì)量表示它會比木衛(wèi)一和木衛(wèi)二更快靠近木星。

人們認為，外圈的不規(guī)則衛(wèi)星是被捕獲的路過的小行星。那時原衛(wèi)星環(huán)的質(zhì)量仍然足夠吸收小行星的動力并使其進入軌道。當(dāng)中許多被突然的減速撕裂，有的之后被其他衛(wèi)星撞散，從而形成今天我們見到的各個族群。

特性木星衛(wèi)星的物理和軌道特性差異頗大。四顆伽利略衛(wèi)星直徑超過3000公里，而木衛(wèi)三甚至是太陽系中除了太陽和八大行星以外最大的天體。其余衛(wèi)星直徑都低于250公里，最小的只僅僅超過5公里。就算是伽利略衛(wèi)星中最小的木衛(wèi)二，也足足有其他衛(wèi)星（不包括伽利略衛(wèi)星）加起來的5000倍。軌道形狀的變化也極大：從近正圓到高離心率不等。另外，有的軌道方向和木星的自轉(zhuǎn)方向相反（逆行）。公轉(zhuǎn)周期也介乎7個小時（比木星自轉(zhuǎn)周期還短）到長達3年左右。

命名木星的伽利略衛(wèi)星在1610年發(fā)現(xiàn)后不久便由西門·馬里烏斯命名為艾奧（木衛(wèi)一）、歐羅巴（木衛(wèi)二）、加尼未（木衛(wèi)三）和卡利斯托（木衛(wèi)四）。20世紀之前，這些名稱并不受歡迎，取而代之的為“木衛(wèi)一”、“木衛(wèi)二”，或“木星的第一顆衛(wèi)星”等諸如此類的稱號。這些名稱要到20世紀才被廣泛使用，而其余新發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星則仍待命名，并稱以其羅馬數(shù)字編號V（5）至XII（12）。1892年發(fā)現(xiàn)的木衛(wèi)五，被法國天文學(xué)家佛林馬利安首度稱為阿曼爾提亞，非官方，但很流行。

直到1970年代，天文文學(xué)都直接使用衛(wèi)星的羅馬數(shù)字編號。1975年，國際天文聯(lián)合會（IAU）為木衛(wèi)五至十三起名，并為日后發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星提供正式的命名程序。規(guī)則是：新發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的名稱須為神祇朱庇特（宙斯）的愛人和喜歡的人。而自2004年，命名規(guī)則擴大到以上人物的后代。木衛(wèi)三十四之后的衛(wèi)星都以朱庇特或宙斯的女兒命名。

有些小行星和木星衛(wèi)星有相同的名稱：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。國際天文聯(lián)合會將兩顆小行星（小行星1036和小行星204）永久改名以避免沖突。

歷史記載其實木衛(wèi)三是中國戰(zhàn)國時代的天文學(xué)家甘德發(fā)現(xiàn)的，他著有《歲星經(jīng)》和《天文星占》兩書，可惜均已失傳。唐朝天文學(xué)家瞿曇悉達編著的《開元占經(jīng)》第二十三卷中有這樣的記載“甘氏曰：單閼之歲，攝提格在卯，歲星在子，與須女、虛、危晨出夕入，其狀甚大有光，若有小赤星附于其側(cè)，是謂同盟”。

甘德早在公元前346年發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)三，比伽利略早了將近2000年。

分群木星的13個衛(wèi)星分成三群。其中最靠近木星的一群──木衛(wèi)五和四個伽利略衛(wèi)星的軌道偏心率都非常?。èQ0.01）﹐軌道面和木星赤道面的交角也都很?。èQ05）﹐就是說﹐它們都在木星的赤道面上沿圓形軌道運動﹐這些衛(wèi)星的軌道面與木星的軌道面的交角大約為2°～4°﹐順行﹐是規(guī)則衛(wèi)星。其余的衛(wèi)星都是不規(guī)則衛(wèi)星﹐但又可分為兩群。離木星稍遠的一群衛(wèi)星──木衛(wèi)十三﹑木衛(wèi)六﹑木衛(wèi)十﹑木衛(wèi)七的軌道面和赤道面的交角為24°～29°﹐順行﹐軌道偏心率為0.13～0.21。離木星最遠的一群──木衛(wèi)十二﹑木衛(wèi)十一﹑木衛(wèi)八﹑木衛(wèi)九的軌道偏心率相當(dāng)大（0.17～0.38）﹐它們的軌道面與木星赤道面的交角為145°～164°﹐它們都是逆行衛(wèi)星。有人認為它們可能是被木星俘獲的小行星。

木衛(wèi)掩蝕木星的衛(wèi)星在運行中會發(fā)生下列現(xiàn)象﹕木星在太陽照射下﹐背太陽方向有一影錐﹐當(dāng)木星衛(wèi)星進入影錐時﹐衛(wèi)星無法反射太陽光﹐變得不可見了﹐稱為木衛(wèi)蝕。當(dāng)木星的衛(wèi)星進入木星圓面的后面﹐我們從地球上觀測木星衛(wèi)星的視線便被木星擋住﹐稱為木衛(wèi)掩。木星的衛(wèi)星通過木星圓面的前面﹐從地球看去在木星視圓面上投下一個圓形斑點﹐稱為木衛(wèi)凌木。當(dāng)木星某一衛(wèi)星的影子投在木星視圓面上而它本身又不在木星視圓面上時﹐稱為木衛(wèi)影凌木。從地球上看去﹐當(dāng)木星的一個衛(wèi)星擋住另一個時﹐稱為木衛(wèi)互掩﹔當(dāng)一個木衛(wèi)進入另一木衛(wèi)的影錐時﹐稱為木衛(wèi)互蝕。

木星的4顆較大衛(wèi)星，即伽利略衛(wèi)星，從內(nèi)向外排列依次為木衛(wèi)一（Io）、木衛(wèi)二（Europa）、木衛(wèi)三（Ganymede）、木衛(wèi)四（Callisto），它們與木星一起組成了一個小型的“太陽系”。伽利略衛(wèi)星環(huán)繞木星的運動一直受到天文學(xué)家的關(guān)注。人們通過不斷的觀測可以改進這些衛(wèi)星的軌道模型，從而對木星及其周圍的空間環(huán)境的深入探測提供必要的支持。最近的幾年間木星和它的衛(wèi)星將發(fā)生多次互掩互食現(xiàn)象。當(dāng)?shù)厍蚝唾だ孕l(wèi)星處于同一個軌道面時，互掩現(xiàn)象可能發(fā)生；類似地，當(dāng)太陽和伽利略衛(wèi)星在同一軌道面時，互食現(xiàn)象可能發(fā)生。圖1給出的是木星衛(wèi)星互掩互食現(xiàn)象的原理圖。圖中，對于地面觀測者來說，J1（Io）受J2（Europa）的遮掩，因此地面觀測者看不到J2后面的J1，這種現(xiàn)象被稱為J1被J2掩，或如圖1中所稱：“J2掩J1”。J3（Ganymede）由于在J4（Callisto）的陰影區(qū)內(nèi)，其光度發(fā)生明顯變化，我們說J3被J4食，或如圖1中所稱：“J4食J3”。對于伽利略衛(wèi)星，這種互掩互食現(xiàn)象每6年發(fā)生一次，土星衛(wèi)星每15年發(fā)生一次，天王衛(wèi)星則每42年才可能發(fā)生一次互掩互食現(xiàn)象。在衛(wèi)星的互掩互食過程中，兩個相關(guān)天體的測光結(jié)果顯示出被掩食的天體的光流量會下降，如圖（以CCD（chargecoupleddevice，電荷耦合器件）觀測為例）所示。圖2中光流量可分為三部分，即天光背景及當(dāng)前的Dark（暗場）值，掩食星光流量和被掩食星光流量變化值。在對觀測的處理、分析中，我們是以掩食星為參考星來測定被掩食星的光流量變化的。圖中的A點即掩食現(xiàn)象的開始時刻，此時被掩食星因受掩食星的遮擋光流量開始下降，B點為中間時刻，此時被掩食星受掩食星的遮擋程度達到最大，光流量最小，而C點為結(jié)束時刻，此時，衛(wèi)星的掩食天象結(jié)束，被掩食星光流量值恢復(fù)到掩食開始前的值。

衛(wèi)星列表具體參數(shù)

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按照行星群分組木星內(nèi)部衛(wèi)星群：木衛(wèi)五 | 木衛(wèi)十四 | 木衛(wèi)十五 | 木衛(wèi)十六

伽利略衛(wèi)星：木衛(wèi)一 | 木衛(wèi)二 | 木衛(wèi)三 | 木衛(wèi)四

不屬于其它群：木衛(wèi)十八

?，斃騺喰l(wèi)星群：木衛(wèi)六 | 木衛(wèi)七 | 木衛(wèi)十 | 木衛(wèi)十三

不屬于其它群：木衛(wèi)四十六

發(fā)現(xiàn)意義伽利略發(fā)現(xiàn)其他行星也有衛(wèi)星，這一發(fā)現(xiàn)加深了人類對宇宙的理解。他親手制作的望遠鏡，進行細致研究，開創(chuàng)了現(xiàn)代天文學(xué)。這些發(fā)現(xiàn)是運用望遠鏡進行的首次天文發(fā)現(xiàn)。

他注意觀察夜空中令人神往的天體，證實了地球不是宇宙中唯一有衛(wèi)星的行星，還證明了尼古拉·哥白尼的“日心說”是正確的。

使用簡單的望遠鏡，依靠單獨研究，伽利略讓人們很好地認識了太陽系、星系和浩瀚的宇宙。他制作的望遠鏡使人們觀察到以前難以觀察到的太空景象，加深了人們對宇宙的理解。

發(fā)現(xiàn)過程這個發(fā)現(xiàn)得益于望遠鏡的發(fā)明。1608年底，伽利略第一次見到望遠鏡，他很快意識到天文學(xué)家最需要的是高倍望遠鏡。1609年底，伽利略制造出一臺40倍的雙透鏡望遠鏡。這是科學(xué)研究中第一臺用于天文觀測的望遠鏡。

約翰尼斯·開普勒在一篇論文中描述行星運行軌道，這是伽利略相信波蘭天文學(xué)家尼古拉·哥白尼的“日心說”。相信“日心說”是很危險的，因為相信“日心說”，喬納諾·布魯諾被活活地?zé)涝诨鹦讨稀Ｙだ詻Q定使用新望遠鏡，以更準確地繪制行星運行圖，證明哥白尼的“日心說”是正確的。

伽利略運用望遠鏡先觀測月亮。他清晰地看到月亮上高山和山谷凹凸起伏，參差不起的月亮邊緣看起來就向鋸齒刀切割得一樣。他所觀察到的月亮并不像亞里士多德和托勒密所說得那樣平滑。但是，實力強大的天主教會、歐洲的大學(xué)教師和科學(xué)家們都對亞里士多德和托勒密的理論深信不疑。通過對月亮表面一夜的觀察，伽利略再次證明亞里士多德的理論是錯誤的。伽利略曾經(jīng)證明自由落體運動定律，因為這與亞里士多德的理論相悖，他被從教師職位上解雇。

伽利略觀測的下一個目標是最大的行星——木星，他計劃花幾個月的時間仔細繪制木星運行圖。通過望遠鏡，伽利略觀察到人類從未觀測到的太空，清晰地觀察到木星。令他吃驚的是，他發(fā)現(xiàn)幾顆衛(wèi)星正在圍繞木星旋轉(zhuǎn)。亞里士多德曾經(jīng)說過（所有的科學(xué)家都這樣認為），宇宙中只有地球有衛(wèi)星。在隨后的幾天里，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，它們是地球之外首次發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星。他再次證明亞里士多德的理論是錯誤的。

然而，舊的觀念不會很快消逝。1616年，天主教會禁止伽利略教書，嚴禁他宣揚哥白尼的理論。很多教會的高級頭目拒絕使用望遠鏡觀察太空，聲稱這是魔術(shù)師的把戲，衛(wèi)星只存在于望遠鏡中。

伽利略對教會的警告不屑一顧，最后被宗教審判所召回羅馬，飽受折磨。他被迫收回自己的觀點和發(fā)現(xiàn)，還被判處終身監(jiān)禁。1640年，伽利略去世，去世前他除了說自己的發(fā)現(xiàn)是正確的外，沒有說任何別的話。1992年10月——伽利略被誤判376年后，羅馬教會才為他平反昭雪，承認他的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

伽利略衛(wèi)星四個伽利略衛(wèi)星的密度隨著同木星的距離的增大而減小﹐這與太陽系中各個行星的密度隨著同太陽的距離而變化的情況十分相似。太陽系中這種情況是由于以原始太陽作為熱源蒸發(fā)那些較輕的和易于揮發(fā)的物質(zhì)造成的。波拉克認為同一過程也發(fā)生在木星及其衛(wèi)星系統(tǒng)中﹐只不過是以原始木星作為熱源而已。目前木星輻射出的熱能為它從太陽接收到的熱能的兩倍。而在木星誕生后的頭幾百萬年中﹐木星平均輻射的能量相當(dāng)于現(xiàn)在太陽所輻射的能量的幾百分之一。

木衛(wèi)一的表面覆蓋著易蒸發(fā)的鈉鹽（可能是通常鹽類的晶體）。木衛(wèi)二﹑木衛(wèi)三﹑木衛(wèi)四的表面除了覆蓋著砂礫土壤和冰霜以外﹐也不同程度地覆蓋著鹽和硫磺。木衛(wèi)一基本上是巖體結(jié)構(gòu)﹔木衛(wèi)二的巖體上覆蓋著一個水冰構(gòu)成的殼。根據(jù)木衛(wèi)三和木衛(wèi)四的密度﹐劉易斯認為這兩個衛(wèi)星中的巖石或硅礦物不超過15%﹐其余大部分由冰凍的水﹑氨和甲烷構(gòu)成。R.A.布朗1973年宣布他在木衛(wèi)一的發(fā)射譜中觀測到鈉氣體的譜線﹐以后其他觀測者也證實了木衛(wèi)一存在鈉氣體等構(gòu)成的大氣。這種大氣在木衛(wèi)一周圍空間中伸展很悌o遠遠超過其引力所能束縛的范圍。原來﹐木衛(wèi)一表面覆蓋著揮發(fā)性鈉鹽﹐由于陽光加熱﹐鈉就蒸發(fā)出來﹐彌漫在木衛(wèi)一的運行軌道上﹐構(gòu)成了一個環(huán)狀鈉云?！跋闰?qū)者”10號空間探測器還觀測到﹐在木衛(wèi)一軌道上有一個比鈉云大得多的氫云﹐在木衛(wèi)一的向陽面存在一個廣大的電離層﹐后者的范圍足以同金星和火星的電離層相比。

木衛(wèi)一木衛(wèi)一由伽利略和Marius于1610年發(fā)現(xiàn)，是木星已知衛(wèi)星中第五個發(fā)現(xiàn)的，并是其中第三大衛(wèi)星，在伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星中最靠近木星，它比地球的衛(wèi)星月球稍大與外層太陽系的衛(wèi)星不同，木衛(wèi)一與木衛(wèi)二的組成與類地行星類似，主要由熾熱的硅酸鹽巖石構(gòu)成。最近從伽利略號上發(fā)回的數(shù)據(jù)表明，木衛(wèi)一有一個半徑至少為900千米的鐵質(zhì)內(nèi)核（可能混有含鐵硫化物）。

木衛(wèi)一的表面與太陽系中其他星體孑然不同，這使得旅行者號的科學(xué)家在第一次接觸時非常驚奇。他們原以為在類地星體上應(yīng)布滿了受撞擊后留下的大大小小的環(huán)形山，然后以單位面積內(nèi)留下的“彈坑”來估計星球外殼的年齡。但實際上木衛(wèi)一的表面環(huán)形山太少，簡直屈指可數(shù)。這樣看來，該表面非常年輕。除了環(huán)形山，旅行者1號發(fā)現(xiàn)了數(shù)百破火山口，其中的一些仍然活躍！羽毛狀的噴出物高達300千米，這些驚人的照片由伽利略號與旅行者號傳回。這可能是旅行者號任務(wù)中最重要的單一發(fā)現(xiàn)，這是類地星體內(nèi)部熾熱與活動的第一份實際證明。這些物質(zhì)看來是以硫或二氧化硫的形式從火山口中的噴出?；鹕奖l(fā)相當(dāng)迅速，只是在旅行者1號和旅行者2號4個月中先后到達的時間里，一些活動停止，另一些則又開始了。在噴口周圍的堆積物同樣有可見的變化。

最近從安放在夏威夷的Mauna Kea的NASA紅外線望遠鏡設(shè)備獲得的照片看來，木衛(wèi)一有一次新的巨大的火山爆發(fā)。在Ra Patera地區(qū)的新情況已被哈博望遠鏡所看到。來自伽利略號的圖片也顯示了自旅行者號與其接觸后其表面的一些變化。這些觀察證明了木衛(wèi)一的表面實在相當(dāng)活躍。

木衛(wèi)一有令人驚異的多種地形：有向下有數(shù)千米深的火山口，有熾熱的硫湖，有很明顯不過的非火山的連綿山脈，流淌著數(shù)百千米長的粘稠的液體（硫的某種形式），還有一些火山噴口。硫和其化合物的多種顏色使得木衛(wèi)一表面的顏色多樣化。

對旅行者號的圖片分析使得科學(xué)家確信木衛(wèi)一表面的熔巖流大多由熾熱的硫的化合物組成。然而，接下去的基于地表的研究表明對那里溫度過高，不會有液態(tài)硫。一個當(dāng)前彩的說法是，木衛(wèi)一的熔巖流是由熾熱的硅酸鹽巖石組成的。最近的哈博望遠鏡的觀察表明那些物質(zhì)中可能富含鈉，或者說那里不同的地方物質(zhì)有著不同的組成成份。它所有活動所需要的能量可能來自與它與木衛(wèi)二，木衛(wèi)三及木星之間的交互引潮力。這三顆衛(wèi)星的共動關(guān)系固定，木衛(wèi)一的公轉(zhuǎn)周期是木衛(wèi)二的兩倍，后者是木衛(wèi)三的兩倍。雖然木衛(wèi)一就像地球的衛(wèi)星月球一般，只用固定的一面朝向其主星，由于木衛(wèi)二與木衛(wèi)三的作用使它有一點點不穩(wěn)定。它使木衛(wèi)一扭動、彎曲，大約有100米長（100的大潮?。?，并在復(fù)原扭曲的循環(huán)中產(chǎn)生能量。（月亮并不是由這種方式被地球加熱，因為它缺少另一個星體擾亂它。）

木衛(wèi)一同樣切割木星的磁場線，生成電流。對于引潮力而言由此產(chǎn)生的能量不多，但電流的功率仍有1兆瓦特。它也剝?nèi)チ艘恍┠拘l(wèi)一的物質(zhì)，并在木星周圍產(chǎn)生強烈的凸起狀輻射。在凸出面中脫離的粒子部分地造成了木星的巨大磁層。來自伽利略號的最近數(shù)據(jù)顯示木衛(wèi)一可能有自己的磁場，就像木衛(wèi)三一樣。

木衛(wèi)一有稀薄的大氣，由二氧化硫與其他氣體組成，木衛(wèi)一上有許多火山。

不像其他伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星，木衛(wèi)一幾乎沒有水。這可能由于在太陽系進化過程的初期，木星太熱，使得木衛(wèi)一附近的可揮發(fā)性物質(zhì)被蒸發(fā)，而它又并非過熱而把所有水份榨干。

1979年3月，“旅行者”1號空間探測器發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一的表面比較平坦，不像一般天體那樣有眾多的環(huán)形山。這個空間探測器還在木衛(wèi)一上發(fā)現(xiàn)了至少有六座活火山，以每小時1.600公里的速度噴發(fā)著氣體和固體物質(zhì)，噴出物高度可達450公里?；鹕交顒訁^(qū)的直徑有的達200公里，火山噴發(fā)的強度比地球上大得多。

木衛(wèi)二它由伽利略和Marius于1610年發(fā)現(xiàn)是木星的第六顆已知衛(wèi)星，并是木星的第四大衛(wèi)星，在伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星中為離木星第二近。木衛(wèi)二比地球的衛(wèi)星月球稍微小一點。

木衛(wèi)二與木衛(wèi)一的組成與類地行星相似：主要由硅酸鹽巖石組成。但是與木衛(wèi)一不同，木衛(wèi)二有一個薄薄的冰外殼。最近從伽利略號發(fā)回的數(shù)據(jù)表明木衛(wèi)二有內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)，并可能有一個小型金屬內(nèi)核。

但是木衛(wèi)二的表面不像一個內(nèi)層太陽系的東西，它極度的光滑：只能看到極少的數(shù)百米高的地形。凸出的記號看來只是反照率特性或是一些不大的起伏。木衛(wèi)二上的環(huán)形山很少；只發(fā)現(xiàn)三個直徑大于5千米的環(huán)形山。這表面它有一個年輕又活躍的表面。然而，旅行者號做了一小部分的表面高清晰度地圖。木衛(wèi)二的表面精確年齡是一個懸而未決問題。

木衛(wèi)二的表面照片與地球海洋上的冰的照片相似。這可能是因為木衛(wèi)二表面的冰以下有一層液態(tài)的水，或許有50千米深，由引潮力帶來的熱量保持液態(tài)。如果是這樣的話，這將是除地球之外，太陽系中唯一一個有大量的液態(tài)水存在的地方。

木衛(wèi)二最醒目的外觀是遍布全球的一串串十字條紋。較大的一個向外擴散到淡色物質(zhì)地帶，長近20千米。最近的有關(guān)它們的起源理論是：它們由一連串火山噴出物或噴泉產(chǎn)生。

最近的哈博望遠鏡觀察揭示出木衛(wèi)二有一個含氧的稀薄大氣（1e-11巴）。太陽系中63個衛(wèi)星里只知道有4顆衛(wèi)星（木衛(wèi)一，木衛(wèi)三，土衛(wèi)六和海衛(wèi)一）擁有大氣層。不像地球的大氣中的氧，木衛(wèi)二的并不是生物形成的。它最可能是由于太陽光中的電荷粒子撞擊木衛(wèi)二的冰質(zhì)表面而產(chǎn)生水蒸氣，然而分成氫氣和氧氣。氫氣脫離，留下了氧氣。

木衛(wèi)三木衛(wèi)三被伽利略和Marius于1610年發(fā)現(xiàn)。為最大的木星已知衛(wèi)星，也是第七顆發(fā)現(xiàn)的木星衛(wèi)星，在伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星中離木星第三近。

木衛(wèi)三是太陽系中最大的衛(wèi)星，直徑比水星大，但質(zhì)量是它的一半。木衛(wèi)三比冥王星大得多。

在伽利略號接觸木衛(wèi)三之前，普遍認為它與木衛(wèi)四是一塊石質(zhì)物質(zhì)外包一個大的水或冰水混合物作為地幔，并有一個冰外殼（這與土衛(wèi)六和海衛(wèi)一相似）。來自伽利略號的初步數(shù)據(jù)提議木衛(wèi)四有一個獨一無

二的組成成份，而木衛(wèi)三則有三個層結(jié)構(gòu)：一個小型的鐵或鐵硫化物內(nèi)核，外面是硅酸鹽巖石地幔，最外部是冰質(zhì)外殼。事實上，木衛(wèi)三除了一個冰外殼外，與木衛(wèi)一極相似。

木衛(wèi)三的表面很粗糙，混有兩種地形：非常古老，隕坑遍布的黑暗區(qū)，和相對年輕的有著大片凹槽和山脊的較明亮地區(qū)。它們的起源很顯然不過是因為自然構(gòu)造的，但詳情不很清楚。在這方面，木衛(wèi)三可能與地球，及金星或火星類似（雖然近期沒有地殼活動的證據(jù)）。

哈博望遠鏡發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)三有稀薄的含氧大氣的證據(jù)，與木衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)的極相似。（這絕對不是有生命的證據(jù)）。類似的凹槽與山脊的地形在土衛(wèi)二，天衛(wèi)五和天衛(wèi)一也可見。黑暗區(qū)則與木衛(wèi)四的表面相似。兩種地形上都有延伸的環(huán)形山，環(huán)形山的密集程度反映它已有了30-35億的年齡，與月球并不多。環(huán)形山有時為凹槽所切斷，說明凹槽也很古老。相當(dāng)年輕的環(huán)形山通過發(fā)出的光線也可被看到。但是它不像月球，隕坑都較平，缺少環(huán)狀的山相圍，中央洼地則通常與月球和水星上的相同。這可能是由于木衛(wèi)三的冰外殼較脆弱，使地質(zhì)流動而缺少起伏的緣故。古老的環(huán)形山被逐漸抹去，常被稱作“覆畫”。

伽利略號飛行器第一次飛經(jīng)木衛(wèi)三時發(fā)現(xiàn)它有自己的磁場，內(nèi)含于木星巨磁場中。這可能與地球的生成原因類似：星體內(nèi)部

木衛(wèi)四發(fā)現(xiàn)

它由伽利略和Marius于1610年發(fā)現(xiàn)。是距木星第八近已知衛(wèi)星，直徑上看為第二大。在伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星中距木星最遠。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

木衛(wèi)四比水星稍許小一些，但只是其質(zhì)量的三分之一。不像木衛(wèi)三，木衛(wèi)四的內(nèi)部結(jié)構(gòu)近乎沒有；它一律由或多或少的40%的冰與60%的巖石或鐵組成。這與土衛(wèi)六和海衛(wèi)一可能相似。

地形現(xiàn)象

木衛(wèi)四的表面都是環(huán)形山，表面十分古老，就像月球和火星上的高原。木衛(wèi)四有太陽系中所觀察到的星體中最古老的表面環(huán)形山最多的地表；在漫長的40億年中，除偶然的撞擊之外只有很小的變動。

較大的一些環(huán)形山周圍圍繞著一串同心環(huán) ，就像裂痕一般，不過經(jīng)過歲月的蒼桑，冰的緩慢運動，已使它平滑了不少。其中最大的一個被稱作Valhalla，直徑4000千米，并是多環(huán)盆地，猛烈撞擊后產(chǎn)生的典型例子。另一些例子為木衛(wèi)四的“仙宮”（Asgard），月球表面陰暗部的Orientale和水星上的Caloris盆地。

與木衛(wèi)三相似，木衛(wèi)四的古老的環(huán)形山已經(jīng)崩潰。它們?nèi)鄙僭虑蚝退巧纤械母叽蟮沫h(huán)狀的連山，放射狀射線和中央洼地。來自伽利略號的清晰圖片顯示，至少在某些地區(qū)，小型環(huán)形山已消失。這說明一些運動正在進行中，不管其他的是否在衰落過程中。

另一個奇特的地形現(xiàn)象是Gipul Catena，一系列撞擊出的環(huán)形山在一條直線上排列。這可能由于一個物體在接近木星時受引力而斷裂（與蘇梅克列維9號彗星極相似），然后撞向了木衛(wèi)四引起。

與木衛(wèi)三不同的是，它有復(fù)雜的地形，但木衛(wèi)四上的地殼運動證據(jù)頗少。它的大多數(shù)性質(zhì)與木衛(wèi)三相同，所以它應(yīng)有一個與木衛(wèi)三類似的地理歷史。這兩顆衛(wèi)星的不同地理歷史是行星科學(xué)的重要難題。（這可能與木衛(wèi)三的軌道與引潮力變化有關(guān)）“簡單”地看，木衛(wèi)四是其他復(fù)雜星球比較時的理想?yún)⒖?，它也可能可以告訴我們其他伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星的早期歷史的情況。

最新報道有可能存在著生命的木星衛(wèi)星——歐羅巴

科學(xué)家稱火星和木星衛(wèi)星均可能存在生命

北京時間2008年2月5日據(jù)國外媒體報道，宇宙中有生命存在的天體可能并不在少數(shù)。有科學(xué)家認為，僅就太陽系而言，不僅在火星上有可能存在著生命，而且在其他天體上也有可能存在。而俄羅斯科學(xué)院院士米哈伊爾·馬羅夫甚至認為，生命活動可能會存在于諸如木星的衛(wèi)星——歐羅巴這樣的天體上。

馬羅夫表示：“飛往那些遙遠的行星具有很高的科學(xué)價值。從尋找生命的角度來說，火星并不是唯一一個可供選擇的星球?？茖W(xué)家們認為在歐羅巴表面厚厚的冰層下存在著海洋，同時不排除那里有某種生命活動的可能性。”

馬羅夫表示，現(xiàn)在人類已擁有飛往遙遠行星的技術(shù)能力，但是還必須提高現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的可靠性以有效地保障漫長的星際旅行。

他說：“例如要到達木星就需要探測器經(jīng)過4年的漫長飛行時間。這樣就必須保障各種儀器具有很高的可靠性?！?/p>

目前，俄羅斯也在準備著自己的一系列太空探測計劃。如果順利，俄將在2009年向火衛(wèi)一發(fā)射一艘宇宙飛船。

俄拉沃奇金科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司總經(jīng)理康斯坦丁·皮奇哈澤曾宣布，準備在2009年實施“火衛(wèi)一－－土壤”計劃。預(yù)計探測飛船將自動地降落在火衛(wèi)一表面執(zhí)行科研任務(wù)。他同時強調(diào)表示：“由于缺乏資金支持，計劃的實施日期可能也會有所變得?，F(xiàn)在紙上作業(yè)階段已經(jīng)結(jié)束，具體的試驗研究工作即將開始?！?/p>

他還宣布，目前拉沃奇金公司正在研制新一代航天器，其中有些還可用來執(zhí)行對月球和火星的探測任務(wù)?，F(xiàn)在這些項目已由圖紙設(shè)計階段轉(zhuǎn)入具體的制造工作。

此外，俄航天科學(xué)院院長弗拉基米爾·參科維奇也向記者們宣布，俄確已在研制新型載人宇宙飛船。

參科維奇表示：“‘動力’火箭－航天技術(shù)公司正在研制一種可搭載6名宇航員的新型宇宙飛船－－‘三桅帆船’。這種飛船不但可用來向空間站運送人員和物資，還能在軌道上長時間地運行?！?/p>

他宣稱，俄新一代的國產(chǎn)空間站也在研制之中，它將在目前的國際空間站使用期限屆滿時投入運行。

拉沃奇金公司是俄主要的行星際自動探測器和各種地球衛(wèi)星的設(shè)計、制造和試驗企業(yè)。

在一系列運載裝置的研制工作全面展開之際，俄科學(xué)院醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究所也將就培訓(xùn)航天員適應(yīng)漫長的太空飛行這一課題開展試驗活動。據(jù)研究所工作人員、航天員瓦列里·波利亞科夫介紹：“俄羅斯醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究所已開始進行與漫長太空飛行相關(guān)的試驗課題?！?/p>

相關(guān)知識光速的天文測定—一木星的衛(wèi)星蝕

人們常常把天文學(xué)單純理解為把已有的物理定律用以解釋觀測到的天文現(xiàn)象。其實，由于天體所處的各種奇特狀態(tài)提供了大量地面上無法實現(xiàn)的物理狀態(tài)，因此，大量的天文觀測結(jié)果實際上為建立新的物理定律提供了觀測事實，如牛頓的萬有引力公式的建立就是依據(jù)的開普勒關(guān)于行星運動的三定律。與相對論的建立有關(guān)的光行差現(xiàn)象也是首先在天文觀測中發(fā)現(xiàn)的。現(xiàn)代物理學(xué)中的一個重要常數(shù)，也是在1676年，由法國天文學(xué)家羅默從對木衛(wèi)一的觀測中得到的。從對光傳播所作的一切觀測中知道，光速是十分巨大的.伽里略試圖用燈光信號來測量這個速度,但沒有成功，因為光通過地面上的距離只用極短的時間。因此要想成功地進行這種測量，只有利用天文空間中天體之間的巨大距離。

每當(dāng)衛(wèi)星進入木星的影子里時，就發(fā)生衛(wèi)星食。如果木星上有一個觀測者，他認為每隔一段時間t，就出現(xiàn)一次衛(wèi)星食，t等于衛(wèi)星繞木星轉(zhuǎn)一圈的時間。如果L為木星到地球的距離，那么，這個信號要經(jīng)過一段時間L/c后才能到達地球。如果令l表示在衛(wèi)星轉(zhuǎn)一圈的時間里距離L的改變量，那么在地球上的觀測者看來，每相鄰兩次衛(wèi)星食之間的時間間隔就稍有不同，而為t+l/c.因此從地球上看到的衛(wèi)星食周期就要比從木星上看到的真正周期長些或短些，這要看距離L是增加還是減小而定，從地球上觀測時，衛(wèi)星轉(zhuǎn)n圈所需的時間等于tn=Nt+ln/C 上式中In是在衛(wèi) 星轉(zhuǎn)n圈的時間里距離L的總改變量。這里有兩個未知量t和c，它們可以根據(jù)兩個適當(dāng)選擇的觀測來確定。首先，地球和木星之間的距離L經(jīng)過一定時間tn。后又相距同樣遠。我們可以估計一下這個時間間隔tn。內(nèi)發(fā)生的衛(wèi)星食數(shù)N。因木星運動得比較慢，所以可以近似認為僅取決于地球的軌道位置，故可把tn。取為地球繞太陽公轉(zhuǎn)一圈所需的時間，即一年。由此可求出t。

其次，我們從地球和木星相距最近時的那個位置開始，數(shù)一下半年時間內(nèi)發(fā)生衛(wèi)星食的數(shù)目N'，此時l'N等于地球的公轉(zhuǎn)軌道直徑（即1個天文單位約3×108公里）。我們由此可計算t'N=N't+l'N/c。通過觀測得到延遲時間t'N-N't為17分即約1000秒，由此得到C=300000公里/秒，它十分接近光速的精確值。

1727年布拉德萊發(fā)現(xiàn)。因光速有限而引起的另一效應(yīng)——光行差現(xiàn)象。即所有恒星似乎在作一種共同的周年運動，它顯然與地球繞日運動相對應(yīng)。從粒子的觀點來看很容易理解這一現(xiàn)象。如果地球是靜止不動的，則為了觀測一個天體，我們必須將望遠鏡鏡頭直接對準該天體，相反，如果地球正在向右運動，則望遠鏡鏡頭必須b所示那樣傾斜一個角度。有關(guān)光的傳播性質(zhì)的研究導(dǎo)致了日后狹義相對論的出現(xiàn)。

據(jù)臺灣“今日新聞”23日報道，美國天文學(xué)家日前公布最新消息稱，太陽系中擁有最多衛(wèi)星的行星木星被發(fā)現(xiàn)還有2顆新衛(wèi)星，這2顆衛(wèi)星是由美國卡內(nèi)基研究所的謝柏德在2011年9月觀測時發(fā)現(xiàn)的。

據(jù)介紹，這2顆新衛(wèi)星的直徑只有1到2公里，比月球還小，形狀不規(guī)則，其中一顆距離木星約2000多公里，公轉(zhuǎn)一圈約582天。另一顆距離木星約2300多公里，公轉(zhuǎn)一圈約725天。

科學(xué)家表示，木星的66顆衛(wèi)星中，有52顆繞木星公轉(zhuǎn)的方向，和木星自轉(zhuǎn)方向相反，而且大多位于較遠的外圍區(qū)域，因此，科學(xué)家推斷這些衛(wèi)星是被木星重力捕獲的彗星或小行星，不是木星的原生衛(wèi)星。

據(jù)了解，這2顆新衛(wèi)星將會由國際天文聯(lián)合會(IAU)太陽系天體命名委員會來命名，未來也會依照傳統(tǒng)命名方式，以最末字母為“e”的希臘天神宙斯(Zeus)等有關(guān)神話人物來替新衛(wèi)星命名，而目前累計的木星衛(wèi)星總數(shù)已達66顆。

[科普中國]-木星衛(wèi)星