木星有多少个卫星?
木星有16颗卫星
木星的卫星至少有16颗。其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意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16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。
木星的卫星分成三群。其中最靠近木星的一群——木卫五和四个伽利略卫星都在木星的赤道面上沿圆形轨道运动,顺行,是规则卫星。其余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,顺行,离木星最远的一群——木卫十二、木卫十一、木卫八、木卫九,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。
木星的卫星在运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卫星时,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。
四个伽利略卫星的密度随着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着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。有科学家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。
木卫一的表面覆盖着易蒸发的钠盐(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着砂砾土壤和冰霜以外,也不同程度地覆盖着盐和硫磺。木卫一基本上是岩体结构;木卫二的岩体上覆盖着一个水冰构成的壳。根据木卫三和木卫四的密度,有科学家认为这两个卫星中的岩石或硅矿物不超过15%,其余大部分由冰冻的水、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,木卫一表面覆盖着挥发性钠盐,由于阳光加热,钠就蒸发出来,弥漫在木卫一的运行轨道上,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。
木卫一的直径约3600公里,表面光滑而且干燥,不像一般天体那样有众多的环形山。但它有广阔的平原和起伏不平的山脉,山脉高达20公里。木卫一离木星很近,只有42.2万公里。1979年3月,“旅行者”1号空间探测器发现了至少有六座活火山,以每小时1600公里的速度喷发着气体和固体物质,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。火山口部分的温度在38至93摄氏度,而周围地区温度为零下162摄氏度。
木卫二是一个明亮的球体,表面分布着一些宽阔的褐色条纹。这表明木卫二被冰覆盖着,冰层底下可能是岩石;褐色条纹可能是表面冰壳反复破裂形成的裂缝。这些裂缝有的宽数十公里,长达上千公里,深一二百米。经对这种褐色进行光谱分析表明,它们很可能是有机化合物的反映。木卫二尽管远离太阳、温度低、阳光弱,但并不比地球南极冰下的环境更差。而且由于自转和公转耦合的关系,木卫二有长达60小时的白昼。因此,在木卫二上,一些冰壳裂缝可以透过较充足的阳光,从而使生命有可能生存繁殖。
“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。
1979年7月9日,“旅行者”2号发现了木星环,使木星继土星和天王星之后,成为太阳系中第三颗有环的行星。木星的弥漫性光环有亮有暗,厚度约1至30公里,可能由一些尘云组成,有人认为是一些黑色碎石块构成,由于黑石块不反光,所以在地面上看不到它们。木星环围绕木星高速旋转。从木星环的外缘到木星中心约数十万公里。
另据报道:美国夏威夷大学天文学家5日宣布,他们和英国剑桥大学同行合作,在木星周围又新观测到7颗卫星。这一发现使木星已知的卫星总数一跃达到47颗,继续在太阳系各大行星中占据榜首。
据该校天文研究所新闻公报介绍,7颗新卫星是今年2月初发现的。国际天文学联合会3月4日发文正式确认这一发现。
天文学家们在观测中借助了两台直径分别为8.3米和3.6米的天文望远镜。新发现的这7颗卫星中,有2颗绕木星运行的方向与木星自转方向相同,其余5颗相逆。天文学家们目前还难以确定新发现的卫星大小。据初步估算,它们直径约在2公里至4公里之间。
木星4颗最大的卫星最早是17世纪意大利科学家伽利略发现的,这些卫星直径达数千公里。近两年来,夏威夷大学的天文学家们屡次成批观测到木星新卫星。2000年至今,已新发现木星卫星30颗。木星周围究竟会有多少卫星,已引起人们的极大兴趣。
参与发现7颗新卫星的夏威夷大学天文学家推测说,木星周围直径在1公里以上的卫星可能多达上百颗。
从上世纪六十年代开始,人类先后对内太阳系的三颗行星进行了大量的探测,并且登上了离地球最近的天体月球。
在积累了大量的航天经验,并随着技术的发展,人类开始将目光投向了外太阳系的四颗巨型气态行星,甚至是太阳系外的星际空间。
先后在1972年发射了先锋10号,飞越木星;1973年发射了先锋11号,飞越木星、土星;1977年的8月和9月分别发射了旅行者2号和旅行者1号;2006年发射了新视野号探测器,飞越木星、冥王星,随后进入柯伊伯带。
以上的5个探测器被认为是离开太阳系的人造物体,但是除了旅行者1、2号探测器和新视野号外,其他的探测器目前均已失联,成为了一颗流浪的“铁疙瘩”。
新视野号现在还停留在柯伊伯带,对其中的小行星进行探测,而旅行者1、2号探测器早已经完成了对四大气态行星及其卫星的探测任务,目前已经“飞出太阳圈”,进入了星际介质。
从严格意义上来说,旅行者号才是人类唯一设计用以离开太阳系的探测器,因为它从制造之初就已经考虑了它未来会进入星际介质。
因此携带了宇宙射线子系统(CRS)和低能带电粒子探测仪,用以对太阳风层顶和星际介质中的带电离子进行探测。
并且携带了两份镀金唱片,里面包含着人类的一些相关信息,语言、歌曲、问候、 科技 、位置,这个东西至少能够保存10亿年之久,希望未来某一天它能被外星生命捕获。
太阳风层顶和星际介质这两个地方人类之前完全没有涉足,但是理论告诉我们太阳风中的带电粒子有一个最远的传播距离,并且会形成一个气泡包裹和保护整个太阳系不受宇宙射线的侵害。
星际介质人类也猜测里面存在尘埃微粒、高能宇宙射线、以及中性粒子,且十分的均匀和平静。旅行者号对这两个地方的探测可以为我们揭示太阳风层顶的范围,星际介质成分,以及太阳风如何和星际介质发生作用。
旅行者1号虽然比2号发射晚了近一个月,但是1号被推送到了更高的、更快的轨道,使得它比2号更早的到达了木星,并对木星及其卫星进行了前所未有的星系探查,发回了万余张彩色照片。
1980年11月,旅行者1号在完成对木星的探测任务以后,首次掠过土星,开始了对土星、土星环和土卫六的探测任务,按照计划1号探测器还会去往天王星和海王星。
但是在对土卫六的探测中,发现了其有非常浓厚的大气层,这引起了研究人员的兴趣,毕竟有大气就有生命的可能,于是就让旅行者1号接近土卫六进行研究。
结果造成了旅行者1号受到了额外的引力影响,改变了飞行轨道,后续的行星任务就只能交给2号去完成。
在1989年旅行者1号在完成土星任务以后,就开始朝着星际空间驶去,由于深空任务无法依靠太阳能来为探测器供电,旅行者号上携带了同位素温差发电机也就是核动力电池。
预计寿命还可以在使用5年的时候,也就是到2025年旅行者号将会和人类失去联系,成为宇宙中的一粒“尘埃”。
为了节省电能,旅行者号目前已经关闭了所有行星探测仪器,包括成像子系统(ISS)、红外干涉仪和辐射计(IRIS)、光度计子系统(PPS)、行星射电天文学(PRA)、紫外光谱仪(UVS)。
只保留了上文中提到了用来探测宇宙射线、太阳风粒子以及磁场强度的仪器,由于旅行者1号的飞行速度为17公里/秒,比旅行者2号快了10%,再加之它很早就结束的行星探测任务。
因此旅行者1号就成为第一颗人类进去星际介质的探测器,2011年2月,旅行者1号上的太阳风粒子探测器首次发现太阳风出现了停滞,这说明旅行者1号已经达到了太阳系的太阳圈层的边缘。
这个位置正是太阳风和星际介质的过渡区域,距离地球大约120个天文单位(180亿公里),在这个距离上以光速沟通也需要大约16个小时才能达到探测器。
2012年5月被认为是旅行者1号飞进星际空间的时间,因为探测器接收到了越来越多的宇宙射线粒子,而太阳风粒子已经基本降为零。
宇宙射线中包含着比太阳风粒子更强的能量,其穿透能力更强,对人类的危害更大,星际空间中宇宙射线的大增也是人类未来进入了宇宙深空的障碍。
因为普通的防护根本无法抵挡高能质子的轰击,这样的粒子穿透航天器会对人类身体造成伤害。所以这样的发现,对人类来说并不是一件好事。
并且在旅行者1号在2012年飞离太阳风层顶时至今还经历了三场激波的冲击,激波的产生是因为太阳风的压力波与星际介质发生作用造成的。
第一场激波发生在2012年的10月-11月,第二场激波出现在2013年4月到5月,第三场激波从2014年延续至今,激波处的粒子密度是先前测量到的40倍。
有科学家预测激波的范围是目前探测器飞行距离的两倍,为什么激波会延伸的如此之远,目前人们并不是很清楚,而且根据目前的数据发现,探测器越往远处飞,高能粒子的密度会更高。
这个发现对人类来说也是不利的消息,这说明星际空间还有很多我们不了解的事情,未来我们人类走出太阳系肯定会面临这些带电粒子的威胁。
上图为今天旅行者号的状态,包括了它目前的飞行速度和距离,可以看出来旅行者1号目前距离地球已经达到了222亿公里,旅行者2号距离地球185亿公里。
宇宙射线的数据(上图中的**)一直在增加,而绿色太阳风粒子在不断的减少。这些数据每分每秒都在发生着变化。
说话间,旅行者号已经向外飞行了数百公里的距离,它还会带着人类的希望不断的往外飞行,但是5年后,它将与人类失去联系,未来是坠毁?被外星人捕获?会给我们带来幸运?还是灾难?
我们不得而知,这是我们人类 探索 宇宙的遗迹,也许会成为人类在宇宙中存在过的一个标志。