伽利略衛星
伽利略衛星是木星的四個大型衛星，由伽利略於1610年1月7日首度發現。這四個衛星可以用低功率望遠鏡來觀測到，如果沒有光害，且環境極好，甚至可用肉眼勉強看到木衛三和木衛四， 利用數位單眼相機搭配合適的望遠鏡頭也可以輕易的在較無光害的地方拍下這幾顆伽利略衛星。
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命名由來 [编辑]
1610年伽利略觀測這四個衛星多日，發現雖然木星在空中移動，衛星仍環繞木星公轉，從而得到支持哥白尼日心說的論據，即並非所有天體均環繞地球旋轉。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“埃歐”、“歐羅巴”、“蓋尼米德”和“卡里斯托”。[1]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。[1]這些名稱要到20世紀才被廣泛使用。
衛星分類 [编辑]
木星的伽利略衛星在木星的衛星分類上屬於木星的主衛星群或伽利略衛星木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。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]
軌道現象與拉普拉斯共振 [编辑]
木星的伽利略衛星除了木衛四因為距離比較遠之故所以沒有參予和木星的軌道共振外，其餘三顆衛星皆與木星形成軌道共振。而這四顆大型衛星皆與木星形成潮汐鎖定，即皆以同一面半球永遠對著木星公轉。木衛一與木星之間距離350,000 公里，公轉木星一週只需要42.5小時，（即快到足以在一個晚上就觀測出它的運動）。埃歐的平均軌道周期與歐羅巴有2：1的軌道共振，和甘尼米德有4：1的軌道共振，即埃歐每繞行木星二周，歐羅巴即繞行一周；而埃歐每繞行四周，甘尼米德繞行一周。這種共振協助埃歐維持軌道離心率（0.0041），並反過來為埃歐的地質活動提供主要的熱源。木衛二與木星之間的平均距離爲 670,900 公里，公轉一週只須三天半的時間。它的軌道十分接近正圓，偏心率僅0.009。[2] 跟其他的伽利略衛星一樣，木衛二也被潮汐鎖定，因而有一個半球永遠朝向木星。木衛三的軌道距離木星107萬400公里，是伽利略衛星中距離木星第三近的，其公轉周期為7天3小時。和大部分已知的木星衛星一樣，木衛三也為木星所鎖定，永遠都以同一面面向木星。 木衛一和木衛二、木衛三保持著軌道共振關係：即木衛三每公轉一周，木衛二即公轉兩周、木衛一公轉四周。[3]當木衛二位於近拱點、木衛一位於遠拱點時，兩者之間會出現上合現象；而當木衛二位於近拱點時，它和木衛三之間也會出現上合現象。木衛一、木衛二和木衛二、木衛三的上合位置會以相同速率移動，遂三者之間有可能出現三星合現象。這種複雜的軌道共振被稱為拉普拉斯共振。[4] 木衛四是距離木星最遠的伽利略衛星，其軌道距離木星約188萬公里(是木星直徑7萬1398公里的26.3倍)，比之距離木星次近的木衛三的軌道半徑107萬公里遠得多。由於軌道半徑較大，故其並不處於軌道共振狀態，可能永遠也不會處於這種狀態。木衛四是一顆同步自轉衛星，即木衛四的自轉周期等同於其公轉周期，約為16.7個地球日。木衛四不參與軌道共振，這意味著它永遠都不會產生明顯的潮汐熱效應，而潮汐熱效應是星體內部結構分化和發育的重要動力。[5]
衛星各項參考數據 [编辑]
以下資料依各衛星與木星的距離來排列：
| 名稱 | 直徑 (公里) |
質量 (公斤) |
平均軌道 半徑(公里) |
公轉 周期 |
類型 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 木衛一 |
|
3643 | 8.93×1022 | 421,800 | 1.77天 | 火山型 |
| 木衛二 |  |
3122 | 4.8×1022 | 671,100 | 3.55天 | 海洋型 |
| 木衛三 |
|
5262 | 1.48×1023 | 1,070,400 | 7.16天 | 海洋型 |
| 木衛四 |
|
4821 | 1.08×1023 | 1,882,700 | 16.69天 | 海洋型 |
参见 [编辑]
備註 [编辑]
- ^ Jupiter Mass of 1.898 × 1027 kg / Mass of Galilean moons 3.93 × 1023 kg = 4,828
參考資料 [编辑]
- ^ 1.0 1.1 Marazzini, C. The names of the satellites of Jupiter: from Galileo to Simon Marius. Lettere Italiane. 2005, 57 (3): 391–407. ISSN 0024-1334 （Italian）.
- ^ "Overview of Europa Facts" NASA webpage. URL accessed 15 April 2006
- ^ High Tide on Europa. SPACE.com. [2007-12-07].
- ^ Showman, Adam P.; Malhotra, Renu. Tidal Evolution into the Laplace Resonance and the Resurfacing of Ganymede (pdf). Icarus. 1997, 127: 93–111. doi:10.1006/icar.1996.5669.
- ^ Freeman, J. Non-Newtonian stagnant lid convection and the thermal evolution of Ganymede and Callisto (pdf). Planetary and Space Science. 2006, 54: 2–14. doi:10.1016/j.pss.2005.10.003.
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