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【汇旺担保】 木星卫星

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[拼音]:muxing weixing

[英文]:satellites of Jupiter

已确认的有13个卫星。其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是义大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的,这四个卫星后被称为伽利略卫星。它们的星等是5等和6等,如果不是同明亮的木星十分靠近,它们是可以直接用肉眼看到的。木星的其他卫星比伽利略卫星暗得多,要用较大的望远镜才能看见。美国天文学家巴纳德在1892年用望远镜发现的木卫五在木卫一轨道以内运动。1979年3月,“旅行者”1号空间探测器发现木卫五呈浅灰色,上面有一个长约130公里、宽200~220公里的微红区域。木星的其他卫星则是1904年以来用照相方法陆续发现的,它们在木卫四以外的轨道上运动。木星的13个卫星中,有的半径达二千多公里,有的半径仅几公里或十几公里。此外,1979年初,美国加利福尼亚理工学院的杰威特和丹尼尔森根据“旅行者” 2号探测结果宣布发现木星的一个新卫星,即木卫十四。1980年,又有人宣布发现木卫十五和十六,但尚待证实。

分群

木星的13个卫星分成三群。其中最靠近木星的一群──木卫五和四个伽利略卫星的轨道偏心率都非常小(≤0.01),轨道面和木星赤道面的交角也都很小(≤0°5),就是说,它们都在木星的赤道面上沿圆形轨道运动。 这些卫星的轨道面与木星的轨道面的交角大约为2°~4°,顺行,是规则卫星。其馀的卫星都是不规则卫星,但又可分为两群。离木星稍远的一群卫星──木卫十三、木卫六、木卫十、木卫七的轨道面和赤道面的交角为24°~29°,顺行,轨道偏心率为0.13~0.21。离木星最远的一群──木卫十二、木卫十一、木卫八、木卫九的轨道偏心率相当大(0.17~0.38),它们的轨道面与木星赤道面的交角为145°~164°,它们都是逆行卫星。有人认为它们可能是被木星俘获的小行星。

木卫掩食

木星的卫星在执行中会发生下列现象:

(1)木星在太阳照射下,背太阳方向有一影锥,当木星卫星进入影锥时,卫星无法反射太阳光,变得不可见了,称为木卫食。

(2)当木星的卫星进入木星圆面的后面,我们从地球上观测木星卫星的视线便被木星挡住,称为木卫掩。

(3)木星的卫星通过木星圆面的前面,从地球看去在木星视圆面上投下一个圆形斑点,称为木卫凌木。

(4)当木星某一卫星的影子投在木星视圆面上而它本身又不在木星视圆面上时,称为木卫影凌木。

(5)从地球上看去,当木星的一个卫星挡住另一个时,称为木卫互掩;当一个木卫进入另一木卫的影锥时,称为木卫互食。

伽利略卫星

四个伽利略卫星的密度随著同木星的距离的增大而减小,这与太阳系中各个行星的密度随著同太阳的距离而变化的情况十分相似。太阳系中这种情况是由于以原始太阳作为热源蒸发那些较轻的和易于挥发的物质造成的。波拉克认为同一过程也发生在木星及其卫星系统中,只不过是以原始木星作为热源而已。目前木星辐射出的热能为它从太阳接收到的热能的两倍。而在木星诞生后的头几百万年中,木星平均辐射的能量相当于现在太阳所辐射的能量的几百分之一。

木卫一的表面覆盖著易蒸发的钠盐(可能是通常盐类的晶体)。木卫二、木卫三、木卫四的表面除了覆盖著砂砾土壤和冰霜以外,也不同程度地覆盖著盐和硫磺。木卫一基本上是巖体结构;木卫二的巖体上覆盖著一个水冰构成的壳。根据木卫三和木卫四的密度,刘易斯认为这两个卫星中的岩石或矽矿物不超过15%,其馀大部分由冰冻的水、氨和甲烷构成。R.A.布朗1973年宣布他在木卫一的发射谱中观测到钠气体的谱线,以后其他观测者也证实了木卫一存在钠气体等构成的大气。这种大气在木卫一周围空间中伸展很广,远远超过其引力所能束缚的范围。原来,木卫一表面覆盖著挥发性钠盐,由于阳光加热,钠就蒸发出来,弥漫在木卫一的执行轨道上,构成了一个环状钠云。“先驱者”10号空间探测器还观测到,在木卫一轨道上有一个比钠云大得多的氢云,在木卫一的向阳面存在一个广大的电离层,后者的范围足以同金星和火星的电离层相比。

木卫一附近之所以有氢云、钠云,是因为原子从卫星的弱引力场中逃逸,飘散到周围空间,但又被木星的巨大引力场束缚住。原子云就展布在“木星空间”,集中在发源地木卫一附近。至于电离层,则是由太阳紫外线电离木卫一的外层大气中的原子造成的。

1979年3月,“旅行者”1号空间探测器发现木卫一的表面比较平坦,不像一般天体那样有众多的环形山。这个空间探测器还在木卫一上发现了至少有六座活火山,以每小时1,600公里的速度喷发著气体和固体物质,喷出物高度可达450公里。火山活动区的直径有的达200公里,火山喷发的强度比地球上大得多(见彩图)。

此外,木卫一还有一个红色的极冠;当木卫一从木星影锥中钻出来时,有长达15分钟的亮度增强。射电天文学家还观测到木星射电噪暴的强度同木卫一在轨道上的位置有密切联络。“旅行者”1号发现木卫二是一个明亮的球体,表面夹杂著一些宽阔的黑色条纹和淡黄色暗区。这表明木卫二被冰覆盖著,冰层底下可能是岩石;黑色条纹可能是它表面的裂缝。“旅行者” 1号在木卫三表面发现了十分明显的山脊和峡谷的标志,这说明木卫三表面存在断层。“旅行者”1号拍摄的照片还表明,木卫四上有一些由同心环围绕的大盆地,地势起伏不大。同心环盆地放射出奇特的亮光,表明木卫四表面有冰层。此外还发现木卫四上的环形山比木卫三的多,说明木卫四的地质年龄比木卫三大。(见彩图)

截止到2000年,科学家们已经发现23个木星卫星。

参考书目

D. P. CruikshankandD. Morrison, Scientific American, Vol.234,No.5,p.108,1976.

T.Gehrels ed.,Jupiter,Univ.of ArizonaPress, Tucson, 1976.

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