太陽系巡禮之《衛星》篇 （3）- 木星篇

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太陽系主要衛星與地球的大小比較







木星擁有66顆已確認的天然衛星，是太陽系內擁有最大衛星系統的行星。[1][2]當中最大的4顆，統稱伽利略衛星，由伽利略於1610年發現，這是首次發現不是圍繞地球或太陽的天體。19世紀末起，越來越多更小型的木星衛星被發現，並命名為羅馬神話中的諸神之王朱庇特（或同等的宙斯）的各位情人、傾慕者和女兒。


木星的衛星之中有8顆屬於規則衛星，它們順行的軌道幾乎呈正圓，相對木星的赤道面傾斜度近乎零。其中的4顆伽利略衛星都是近球體，因此如果它們直接圍繞太陽公轉，便會被歸為矮行星。其餘4顆體積更小，更接近木星，是木星環塵埃的主要來源。

剩下的54或55顆衛星是小型的不規則衛星，它們順行和逆行的軌道更遠離木星，軌道傾角和離心率也更高。這些衛星很可能是從小行星帶吸引過來的。其中13顆新發現的不規則衛星未被命名，還有第14顆的軌道未被確定。

                               
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                                                                                                           木星及其四顆最大的衛星

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木星衛星的物理和軌道特性差異頗大。四顆伽利略衛星直徑超過3000公里，而木衛三甚至是太陽系中除了太陽和八大行星以外最大的天體。其餘衛星直徑都低於250公里，最小的只僅僅超過5公里。就算是伽利略衛星中最小的木衛二，也足足有其他衛星（不包括加利略衛星）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方向相反（逆行）。公轉周期也介乎7個小時（比木星自轉周期還短）到長達3年左右。



人們認爲木星的規則衛星形成於環行星盤——類似於原行星盤的氣體及固體碎片環。[3][4]這些物質可能是一顆在木星歷史早期形成的、質量與伽利略衛星相約的衛星的殘餘物。[3][5]
模擬顯示，環行星盤在任何時候都有著相對低的質量，每隔一段時間，從太陽星雲捕捉來的木星質量的一小部分就會經過環行星盤。然而，現有的衛星只需要木星質量百分之二的環行星盤質量便可解釋。[3]這表示在木星的早期歷史中，可能經過了幾代與伽利略衛星質量相約的衛星。




每一代衛星都因爲環行星盤的阻力而漸漸墮入木星，而從捕捉來的太陽星雲碎片則再形成新一代的衛星。[3]當今天這一代（可能為第五代）形成的時候，環行星盤已經稀薄到不能對衛星的軌道造成很大的影響。[5]現在的伽利略衛星仍然受到影響，並正在靠近木星。只有木衛一、木衛二和木衛三受到軌道共振的保護。而木衛三較大的質量表示它會比木衛一和木衛二更快靠近木星。[3]



人們認爲，外圈的不規則衛星是被捕獲的路過的小行星。那時原衛星環的質量仍然足夠吸收小行星的動力並使其進入軌道。當中許多被突然的減速撕裂，有的之後被其他衛星撞散，從而形成今天我們見到的各個族群。[6]

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    第一個聲稱觀測到木星衛星的人是中國天文學家甘德於公元前364年。[7]但兩千年之後1609年由伽利略·伽利萊作出的發現才是被世界公認肯定的。[8]1610年三月，他以一具30倍放大率望遠鏡觀測到了四顆大型伽利略衛星：[9]木衛三、木衛四、木衛一和木衛二。直到1892年愛德華·愛默生·巴納德才發現木衛五。旅行者號於1979年到達木星的時候，已經有13顆衛星被發現。木衛十八於1975年發現， [10]但由於缺乏觀測數據而丟失了，直到2000年才尋回。1979年，發現者號任務發現了3顆新的內圈衛星：木衛十六、木衛十五和木衛十四。[11]




木衛四


木衛三



木衛二



木衛一

                               
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                                                                 伽利略衛星，從左至右，與木星距離近至遠為：木衛一、木衛二、木衛三、木衛四。

                               
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                                                                                                              伽利略衛星和它們的軌道

    之後二十年都沒有新發現的衛星，但1999年十月和2003年二月期間，研究者們使用敏感的地面感應器發現了32顆。[12]它們都是小型衛星，大多有著長、高離心率、逆行的軌道，直徑平均為3公里（2英里），其最大者也只有9公里（6英里）。相信這些衛星都是捕捉來的小行星或彗星，並有可能是某星體的碎片。[13]可是我們真正對他們的認識還是很少。其後人們又發現了14顆衛星，但還未被確認。觀測到的木星衛星數目達到63顆。[14]截至2008年，這個數目在太陽系各行星中居冠，然而額外可能存在著小衛星。

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木星的伽利略衛星在1610年發現後不久便由西門·馬里烏斯命名為艾奧（木衛一）、歐羅巴（木衛二）、加尼未（木衛三）和卡利斯托（木衛四）。[15]20世紀之前，這些名稱並不受歡迎，取而代之的為「木衛一」、「木衛二」，或「木星的第一顆衛星」等諸如此類的稱號。[15]這些名稱要到20世紀才被廣泛使用，而其餘新發現的衛星則仍待命名，並稱以其羅馬數字編號V（5）至XII（12）。[16]1892年發現的木衛五，被法國天文學家佛林馬利安首度稱爲阿曼爾提亞，非官方，但很流行。[12]


直到1970年代，天文文學都直接使用衛星的羅馬數字編號。[17]1975年，國際天文聯合會（IAU）為木衛五至十三起名，[18]並為日後發現的衛星提供正式的命名程序。[18]規則是：新發現衛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，命名規則擴大到以上人物的後代。[19]木衛三十四之後的衛星都以朱庇特或宙斯的女兒命名。[19]



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

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衛星群


規則衛星分作兩群：

• 內圈衛星群或阿曼爾提亞衛星群：非常接近木星，包括木衛十六、木衛十五、木衛五和木衛十四。前兩者軌道公轉周期短於一個木星日，而後兩者分別為木星系中第五和第七大的衛星。觀測顯示，至少其最大成員木衛五，並不是在現有的軌道上形成的，而是在更遠的軌道上形成，或是被吸引過來的太陽系天體。[20]這些衛星連同一些未發現的內圈小衛星維持著木星暗淡的環系統。木衛十六和木衛十五維持其主環，而木衛五和木衛十四維持稍暗的外環。[21][22]
• 
  

• 主衛星群或伽利略衛星：四顆大型衛星：木衛三、木衛四、木衛一和木衛二。它們的半徑比起任何矮行星都要長，而且論直徑是太陽系中除太陽和八大行星之外最大的天體。木衛一至四分別為太陽系中第4、第6、第1和第3大的天然衛星。他們佔木星衛星總質量的99.999%。木星的質量大約是伽利略衛星的5000倍。[note 1]伽利略衛星連同木星內圈衛星群有著1:2:4的軌道共振。模型顯示它們源自木星形成之後低密度的氣體及塵埃盤中的慢速吸積，如木衛四的形成便經過了1千萬年。[23]
  

不規則衛星

                               
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                               木星不規則衛星的軌道，與這些衛星如何聚集成群：根據半長軸（橫軸）、軌道傾角（縱軸）和軌道離心率（黃線）。相對體積由圓圈表示。

木星的不規則衛星基本上是較小的天體，並擁有較遠、傾角較大的的軌道。它們聚集成群，各群內的衛星均有相似的物理數據（半長軸、軌道傾角和離心率）和成分。相信有一部分是較大的小天體被木星吸引過來的小行星撞擊碎裂形成的。這些衛星群以其最大成員命名。它們的鑒別並不明確，以下列出較典型的衛星群：[14][24][25]

• 順行衛星：
• 
  

• 木衛十八[24]是不規則衛星中最靠近木星的一顆，並不屬於已知任何衛星群。[14]
  

• 希瑪莉亞衛星群的半長軸跨越1.4 億米，軌道傾角跨越1.6°（27.5 ± 0.8°），離心率介乎0.11至0.25。有人提出它們是小行星帶天體碎裂的殘骸。[24]
  

• 木衛四十六是順行衛星中最遠離木星的一顆，並不屬於任何已知衛星群。[14]
  

• 逆行衛星
  

                               
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                                                                     逆行衛星：軌道傾角（°）和離心率，橙色為加爾尼衛星群，黃色為亞南克衛星群

• S/2003 J 12是逆行衛星中最靠近木星的一顆，並不屬於任何一個已知衛星群。
  

• 加爾尼衛星群的半長軸只跨越1.2億米，軌道傾角跨越1.6°（165.7 ± 0.8°），離心率介乎0.23至0.27。其成員的顔色十分一致（淺紅），相信源自D型小行星，可能是一顆木星的特洛依衛星。[13]
  

• 亞南克衛星群範圍較廣，半長軸跨越2.4億米，軌道傾角跨越8.1°（145.7°至154.8°），離心率介乎0.02至0.28。大部分成員呈灰色，相信是被捕獲的小行星的碎片。[13]
  

• 帕西法爾衛星群分佈較散，半長軸跨越超過1.3億米，軌道傾角為144.5°至158.3°，離心率介乎0.25和0.43。[13]其成員的顔色也有明顯的差異（從紅到灰），很可能是多重撞擊的結果。木衛九常被歸於此類，[13]呈紅色，若考慮它較突出的軌道傾角，它可能是獨立被引力捕獲的。[24]木衛八和木衛九位於與木星的長期共振區域內。[26]
  

• S/2003 J 2是最外圍的木星衛星，並不屬於任何已知的衛星群。
  

                               
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                                                                                                木星外部衛星與它們高度傾斜的軌道

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以下為木星衛星列表，默認以軌道順序排列。質量足夠大而能坍縮成近球體的衛星以粗體列出。紅色為白色的為內圈衛星，紫色為伽利略衛星，綠色為順行衛星，藍色為逆行衛星。

順序	編號	名稱	直徑	質量	半長軸	公轉周期	軌道傾角	軌道離心率	發現年份	發現者	衛星群
[note 2]	[note 3]		（公里）[note  4]	（×1016公斤）	（公里）[27]	（日）[27][note  5]	（°）[27]	[14]	[12]	[12]	[note 6]
1	木衛十六	Metis	60×40×34	~3.6	127,690	+7h 4m 29s	0.06°[28]	0.000 02	1979	辛諾特	內圈
										旅行者一號
2	木衛十五	Adrastea	20×16×14	~0.2	128,690	+7h 9m 30s	0.03°[28]	0.0015	1979	朱維特	內圈
										旅行者二號
3	木衛五	Amalthea	250×146×128	208	181,366	+11h 57m 23s	0.374°[28]	0.0032	1892	巴納德	內圈
4	木衛十四	Thebe	116×98×84	~43	221,889	+16h 11m 17s	1.076°[28]	0.0175	1979	辛諾特	內圈
										旅行者一號
5	木衛一	Io	3,660.0×3,637.4	8,900,000	421,700	+1.769 137 786	0.050°[28]	0.0041	1610	伽利略	伽利略
			×3,630.6
6	木衛二	Europa	3,121.60	4,800,000	671,034	+3.551 181 041	0.471°[28]	0.0094	1610	伽利略	伽利略
7	木衛三	Ganymede	5,262.40	15,000,000	1,070,412	+7.154 552 96	0.204°[28]	0.0011	1610	伽利略	伽利略
8	木衛四	Callisto	4,820.60	11,000,000	1,882,709	+16.689 018 4	0.205°[28]	0.0074	1610	伽利略	伽利略
9	木衛十八	Themisto	8	0.069	7,393,216	129.87	45.762°	0.2115	1975/2000	科瓦爾	忒彌斯托
										羅默爾
										謝柏德等人
10	木衛十三	Leda	16	0.6	11,187,781	241.75	27.562°	0.1673	1974	科瓦爾	希馬利亞
11	木衛六	Himalia	170	670	11,451,971	250.37	30.486°	0.1513	1904	勃萊因	希馬利亞
12	木衛十	Lysithea	36	6.3	11,740,560	259.89	27.006°	0.1322	1938	尼克爾森	希馬利亞
13	木衛七	Elara	86	87	11,778,034	261.14	29.691°	0.1948	1905	勃萊因	希馬利亞
14	—	S/2000 J 11	4	0.009 0	12 570 424	287.93	27.584°	0.2058	2001	謝柏德等人	希馬利亞
15	木衛四十六	Carpo	3	0.004 5	17,144,873	458.62	56.001°	0.2735	2003	謝柏德等人	卡爾波
16	—	S/2003 J 12	1	0.000 15	17,739,539	−482.69	142.680°	0.4449	2003	謝柏德等人	?
17	木衛三十四	Euporie	2	0.001 5	19,088,434	−538.78	144.694°	0.096	2002	謝柏德等人	亞南克
18	—	S/2003 J 3	2	0.001 5	19,621,780	−561.52	146.363°	0.2507	2003	謝柏德等人	亞南克
19	—	S/2011 J 1	1	?	20,155,290	−582.22	162.8°	0.2963	2011	Sheppard et al.	?
20	—	S/2003 J 18	2	0.001 5	19,812,577	−569.73	147.401°	0.1569	2003	格萊德曼等人	亞南克
21	木衛四十二	Thelxinoe	2	0.001 5	20,453,753	−597.61	151.292°	0.2684	2003	謝柏德等人	亞南克
22	木衛三十三	Euanthe	3	0.004 5	20,464,854	−598.09	143.409°	0.2	2002	謝柏德等人	亞南克
23	木衛四十五	Helike	4	0.009 0	20,540,266	−601.40	154.586°	0.1374	2003	謝柏德等人	亞南克
24	木衛三十五	Orthosie	2	0.001 5	20,567,971	−602.62	142.366°	0.2433	2002	謝柏德等人	亞南克
25	木衛二十四	Iocaste	5	0.019	20,722,566	−609.43	147.248°	0.2874	2001	謝柏德等人	亞南克
26	—	S/2003 J 16	2	0.001 5	20,743,779	−610.36	150.769°	0.3184	2003	格萊德曼等人	亞南克
27	木衛二十七	Praxidike	7	0.043	20,823,948	−613.90	144.205°	0.184	2001	謝柏德等人	亞南克
28	木衛二十二	Harpalyke	4	0.012	21,063,814	−624.54	147.223°	0.244	2001	謝柏德等人	亞南克
29	木衛四十	Mneme	2	0.001 5	21,129,786	−627.48	149.732°	0.3169	2003	格萊德曼等人	亞南克
30	木衛三十	Hermippe	4	0.009 0	21,182,086	−629.81	151.242°	0.229	2002	謝柏德等人	亞南克?
31	木衛二十九	Thyone	4	0.009 0	21,405,570	−639.80	147.276°	0.2525	2002	謝柏德等人	亞南克
32	木衛十二	Ananke	28	3	21,454,952	−642.02	151.564°	0.3445	1951	尼克爾森	亞南克
33	木衛五十	Herse	2	0.001 5	22,134,306	−672.75	162.490°	0.2379	2003	格萊德曼等人	加爾尼
34	木衛三十一	Aitne	3	0.004 5	22,285,161	−679.64	165.562°	0.3927	2002	謝柏德等人	加爾尼
35	木衛三十七	Kale	2	0.001 5	22,409,207	−685.32	165.378°	0.2011	2002	謝柏德等人	加爾尼
36	木衛二十	Taygete	5	0.016	22,438,648	−686.67	164.890°	0.3678	2001	謝柏德等人	加爾尼
37	—	S/2003 J 19	2	0.001 5	22,709,061	−699.12	164.727°	0.1961	2003	格萊德曼等人	加爾尼
38	木衛二十一	Chaldene	4	0.007 5	22,713,444	−699.33	167.070°	0.2916	2001	謝柏德等人	加爾尼
39	—	S/2003 J 15	2	0.001 5	22,720,999	−699.68	141.812°	0.0932	2003	謝柏德等人	亞南克?
40	—	S/2003 J 10	2	0.001 5	22,730,813	−700.13	163.813°	0.3438	2003	謝柏德等人	加爾尼?
41	—	S/2003 J 23	2	0.001 5	22,739,654	−700.54	148.849°	0.393	2004	謝柏德等人	帕西法爾
42	木衛二十五	Erinome	3	0.004 5	22,986,266	−711.96	163.737°	0.2552	2001	謝柏德等人	加爾尼
43	木衛四十一	Aoede	4	0.009 0	23,044,175	−714.66	160.482°	0.6011	2003	謝柏德等人	帕西法爾
44	木衛四十四	Kallichore	2	0.001 5	23,111,823	−717.81	164.605°	0.2041	2003	謝柏德等人	加爾尼?
45	木衛二十三	Kalyke	5	0.019	23,180,773	−721.02	165.505°	0.2139	2001	謝柏德等人	加爾尼
46	木衛十一	Carme	46	13	23,197,992	−721.82	165.047°	0.2342	1938	尼克爾森	加爾尼
47	木衛十七	Callirrhoe	9	0.087	23,214,986	−722.62	139.849°	0.2582	2000	格萊德曼等人	帕西法爾
48	木衛三十二	Eurydome	3	0.004 5	23,230,858	−723.36	149.324°	0.3769	2002	謝柏德等人	帕西法爾?
49	—	S/2011 J 2	1	?	23,329,710	−725.06	151.8°	0.3867	2011	Sheppard et al.	?
50	木衛三十八	Pasithee	2	0.001 5	23,307,318	−726.93	165.759°	0.3288	2002	謝柏德等人	加爾尼
51	木衛四十九	Kore	2	0.001 5	23,345,093	−776.02	137.371°	0.1951	2003	謝柏德等人	帕西法爾
52	木衛四十八	Cyllene	2	0.001 5	23,396,269	−731.10	140.148°	0.4115	2003	謝柏德等人	帕西法爾
53	木衛四十七	Eukelade	4	0.009 0	23,483,694	−735.20	163.996°	0.2828	2003	謝柏德等人	加爾尼
54	—	S/2003 J 4	2	0.001 5	23,570,790	−739.29	147.175°	0.3003	2003	謝柏德等人	帕西法爾
55	木衛八	Pasiphaë	60	30	23,609,042	−741.09	141.803°	0.3743	1908	格萊德曼等人	帕西法爾
56	木衛三十九	Hegemone	3	0.004 5	23,702,511	−745.50	152.506°	0.4077	2003	謝柏德等人	帕西法爾
57	木衛四十三	Arche	3	0.004 5	23,717,051	−746.19	164.587°	0.1492	2002	謝柏德等人	加爾尼
58	木衛二十六	Isonoe	4	0.007 5	23,800,647	−750.13	165.127°	0.1775	2001	謝柏德等人	加爾尼
59	—	S/2003 J 9	1	0.000 15	23,857,808	−752.84	164.980°	0.2761	2003	謝柏德等人	加爾尼
60	—	S/2003 J 5	4	0.009 0	23,973,926	−758.34	165.549°	0.307	2003	謝柏德等人	加爾尼
61	木衛九	Sinope	38	7.5	24,057,865	−762.33	153.778°	0.275	1914	尼克爾森	帕西法爾
62	木衛三十六	Sponde	2	0.001 5	24,252,627	−771.60	154.372°	0.4431	2002	謝柏德等人	帕西法爾
63	木衛二十八	Autonoe	4	0.009 0	24,264,445	−772.17	151.058°	0.369	2002	謝柏德等人	帕西法爾
64	木衛十九	Megaclite	5	0.021	24,687,239	−792.44	150.398°	0.3077	2001	謝柏德等人	帕西法爾
65	—	S/2003 J 2	2	0.001 5	30,290,846	−1 077.02	153.521°	0.1882	2003	謝柏德等人	?
66	—	S/2010 J 2	1	?	20,307,150	-588.1	150.4°	0.307	2010	Veillet	亞南克?

MRYEE

木衛5







木衛6



木衛7

MRYEE

其他木衛 8 - 66 的照片極難找到，各位有興趣可以試試看 ！

婷婷

大師兄.........服左您

如果師妹發這個帖起碼要几個鐘頭

Wandererjc

木星o既衛星仲係咪用泰坦命名?

馬後砲

MRYEE 發表於 2012-3-1 11:00

                               
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其他木衛 8 - 66 的照片極難找到，各位有興趣可以試試看 ！

要看到到木衛一至四，該用多大陪數的望遠鏡?

kenny232

very funny
木衛5 似合桃
木衛7 被撞到穿晒洞

barying

JC 君 發表於 2012-3-5 15:06

                               
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木星o既衛星仲係咪用泰坦命名?

泰坦是土衛六吧~

土星最大卫星--土卫六
http://141hongkong.com/forum/for ... &fromuid=196554

barying

馬後砲 發表於 2012-3-6 23:58

                               
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要看到到木衛一至四，該用多大陪數的望遠鏡?

天文望遠鏡能看到什麼不完全取決於它的倍數。還取決於口徑，以及當時的天氣狀況等。
一般來說，口徑為80mm的家用望遠鏡，對系內行星、衛星已很足夠。

下面簡要列一些小型望遠鏡的觀測效能（摘自《星空觀測指南》）：
口徑為5cm：可看到太陽黑子、光斑；
月亮：月海、山脈、隕石坑；
水星：星空位置；
金星：位相變化；（注意，地球軌道以內的行星，都是有相位變化的，就像月亮有時圓有時缺是一樣的。）
火星：白色極冠；
木星：帶紋，四大衛星（木衛一到四）
土星：光環、土衛六；
只可看出天王星、海王星的星空位置；星雲、星團、星係也只能看到一些較亮的。這涉及到望遠鏡的又一參數：貫穿本領，即所看到最暗天體的星等。這也和口徑有關，口徑大的，貫穿本領越強。

口徑為8cm的：
太陽：黑子、光斑；
月亮：月海、山脈、隕石坑；
水星：彎月形；
金星：更清晰的位相變化；
火星：明顯斑紋；
木星：大紅斑、帶紋細節；
土星：光環、土衛六；
也只可看出天王星、海王星的星空位置；星雲、星團、星係也只能看到一些較亮的。

口徑為10cm的：
太陽：黑子、光斑的細節、米粒組織；
月球：更小的細節；
水星：位相變化；
金星：更清晰的位相變化；
火星：更細微斑紋、塵暴；
木星：更細微表面細節；
土星：卡西尼環縫；
天王星、海王星可見視面；
星團：較暗的，更易辨別出恆星；
星雲、星系：較暗的，更易辨別出顯著結構。

MRYEE

barying 發表於 2012-3-11 05:02

                               
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天文望遠鏡能看到什麼不完全取決於它的倍數。還取決於口徑，以及當時的天氣狀況等。
一般來說，口徑為80m ...

解説超級詳盡！

占少

內容豐富,大開眼界!

steve1115

回復 MRYEE #7 的帖子

好靚D 相, 而家個架野好似已經去到太陽系邊緣