Юпитер был соответствующим образом назван римлянами, которые решили назвать его в честь царя богов. На данный момент 67 газовых спутников были обнаружены вокруг газового гиганта, и еще может быть в пути.
Луны Юпитера настолько многочисленны и разнообразны, что разбиты на несколько групп. Во-первых, есть самые большие луны, известные как Галилея, или Главная группа. Вместе с меньшей внутренней группой они составляют регулярные спутники Юпитера. Помимо них, есть много нерегулярных спутников, которые окружают планету, вместе с ее кольцами мусора. Вот что мы знаем о них ...
Обнаружение и Наименование:
Используя телескоп собственной конструкции, который позволил увеличить изображение в 20 раз, Галилео Галилей смог сделать первые наблюдения небесных тел, которые не были видны невооруженным глазом. В 1610 году он сделал первое зарегистрированное открытие лун, вращающихся вокруг Юпитера, которое позже стало называться Галилеевыми Лунами.
В то время он наблюдал только три объекта, которые он считал неподвижными звездами. Однако в период с января по март 1610 года он продолжал наблюдать за ними и также отметил четвертое тело. Со временем он понял, что эти четыре тела не ведут себя как неподвижные звезды и фактически являются объектами, которые вращаются вокруг Юпитера.
Эти открытия доказали важность использования телескопа для просмотра небесных объектов, которые ранее оставались невидимыми. Что еще более важно, показав, что планеты, отличные от Земли, имеют свою собственную систему спутников, Галилей нанес значительный удар по модели Вселенной Птолемея, которая все еще была широко принята.
В поисках покровительства великого князя Тосканы Козимо Медичи Галилей первоначально искал разрешения назвать спутники «Космика Сидера» (или Звезды Козимо). По предложению Козимо Галилей изменил название на Медичеа Сидера («Звезды медика») в честь семьи Медичи. Открытие было объявлено в Сидереус Нунций («Звездный вестник»), который был опубликован в Венеции в марте 1610 года.
Однако немецкий астроном Симон Мариус самостоятельно обнаружил эти луны в то же время, что и Галилей. По воле Иоганна Кеплера он назвал спутники в честь влюбленных Зуэса (греческий эквивалент Юпитера). В своем трактате под названием Мундус Йовиалис («Мир Юпитера», опубликованный в 1614 г.) он назвал их Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
Галилей решительно отказался использовать имена Marius’ и вместо этого придумавший схему нумерации, которая до сих пор используется в настоящее время, наряду с собственными именами Луны. В соответствии с этой схемой лунам присваиваются номера, основанные на их близости к их родительской планете и увеличивающиеся с расстоянием. Следовательно, спутники Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто были обозначены как Юпитер I, II, III и IV соответственно.
После того, как Галилей сделал первое зарегистрированное открытие Главной группы, дополнительные спутники не были обнаружены в течение почти трех столетий - только когда Э. Барнард наблюдал Амальтею в 1892 году. Фактически, это было только до 20-го века, и с помощью телескопической фотографии и другие уточнения, что большинство спутников Jovian начали обнаруживаться.
Гималия была открыта в 1904 году, Элара в 1905 году, Пасифаэ в 1908 году, Синопа в 1914 году, Лизития и Карме в 1938 году, Ананке в 1951 году и Леда в 1974 году. К тому времени, когда космические зонды Voyager достигли Юпитера около 1979 года, было обнаружено 13 лун, в то время как сама Вояджер обнаружила еще три - Метис, Адрастея и Фива.
В период с октября 1999 года по февраль 2003 года исследователи, использующие чувствительные наземные детекторы, обнаружили, а затем назвали еще 34 луны, большинство из которых были обнаружены группой под руководством Скотта С. Шеппарда и Дэвида С. Джевитта. С 2003 года было обнаружено 16 дополнительных лун, но пока не названо, в результате чего общее число известных лун Юпитера достигло 67.
Хотя галилейские луны были названы вскоре после их открытия в 1610 году, имена Ио, Европа, Ганимед и Каллисто потеряли популярность до 20-го века. Амальтея (он же Юпитер V) не был так назван, пока в 1892 году не состоялось неофициальное собрание, которое впервые было использовано французским астрономом Камилем Фламмарионом.
Другие луны, в большинстве астрономических литератур, до 1970-х годов просто обозначались их римскими цифрами (т.е. Юпитер IX). Это началось в 1975 году, когда Целевая группа Международного астрономического союза (МАС) по номенклатуре внешней солнечной системы присвоила имена спутникам V – XIII, создав тем самым формальный процесс присвоения имен любым обнаруженным будущим спутникам. Практика заключалась в том, чтобы назвать недавно обнаруженные спутники Юпитера в честь влюбленных и фаворитов бога Юпитера (Зевса); а с 2004 года тоже после их потомков.
Обычные спутники:
Регулярные спутники Юпитера названы так потому, что имеют продвинутые орбиты, то есть они вращаются в том же направлении, что и вращение их планеты. Эти орбиты также почти круглые и имеют низкий наклон, что означает, что они вращаются вблизи экватора Юпитера. Из них Галилеевы спутники (ака. Основная группа) являются самыми крупными и наиболее известными.
Это самые большие спутники Юпитера, не говоря уже о четвертом, шестом, первом и третьем спутниках Солнечной системы соответственно. Они содержат почти 99,999% от общей массы на орбите вокруг Юпитера и находятся на орбите между 400 000 и 2 000 000 км от планеты. Они также являются одними из самых массивных объектов в Солнечной системе, за исключением Солнца и восьми планет, с радиусами, большими, чем у любой из карликовых планет.
Они включают Ио, Европу, Ганимед и Каллисто, и все они были обнаружены Галилеем Галилеем и названы в его честь. Имена лун, которые получены от любителей Зевса в греческой мифологии, были предписаны Симоном Марием вскоре после того, как Галилей обнаружил их в 1610 году. Из них самым внутренним является Ио, который назван в честь жрицы Геры, которая стала Зевсом ' любовник.
С диаметром 3642 километров, это четвертая по величине луна в Солнечной системе. С более чем 400 действующими вулканами, это также самый геологически активный объект в Солнечной системе. Его поверхность усеяна более чем 100 горами, некоторые из которых выше, чем земная гора Эверест.
В отличие от большинства спутников во внешней Солнечной системе (которые покрыты льдом), Ио в основном состоит из силикатных пород, окружающих расплавленное железо или ядро сульфида железа. Ио имеет чрезвычайно тонкую атмосферу, состоящую в основном из диоксида серы (SO2).
Вторая внутренняя галилейская луна - Европа, которая получила свое название от мифической финикийской дворянки, за которой ухаживал Зевс и которая стала королевой Крита. Имея диаметр 3121,6 км, он является самым маленьким из галилеев и немного меньше Луны.
Поверхность Европы состоит из слоя воды, окружающего мантию, который считается толщиной 100 километров. Самым верхним участком является сплошной лед, а дном считается жидкая вода, которая нагревается за счет тепловой энергии и приливного изгиба. Если это так, то возможно, что внеземная жизнь могла существовать в этом подземном океане, возможно, рядом с рядом глубоководных гидротермальных источников.
Поверхность Европы также является одной из самых гладких в Солнечной системе, что подтверждает идею существования жидкой воды под поверхностью. Отсутствие кратеров на поверхности объясняется тем, что поверхность молодая и тектонически активная. Европа в основном сделана из силикатной породы и, вероятно, имеет железное ядро и непрочную атмосферу, состоящую в основном из кислорода.
Далее идет Ганимед. Имея диаметр 5262,4 километра, Ганимед является самой большой луной в Солнечной системе. Хотя он больше планеты Меркурий, тот факт, что это ледяной мир, означает, что он имеет только половину массы Меркурия. Это также единственный спутник в Солнечной системе, который, как известно, обладает магнитосферой, вероятно, созданной в результате конвекции внутри жидкого железного ядра.
Ганимед состоит в основном из силикатных пород и водяного льда, и считается, что соленый водный океан существует почти на 200 км ниже поверхности Ганимеда - хотя Европа остается наиболее вероятным кандидатом на это. Ганимед имеет большое количество кратеров, большинство из которых в настоящее время покрыты льдом, и имеет тонкую кислородную атмосферу, которая включает в себя О, О2и, возможно, O3 (озон) и немного атомарного водорода.
Каллисто - четвертая и самая дальняя галилейская луна. Имея диаметр 4820,6 км, он также является вторым по величине из Галилея и третьим по величине спутником Солнечной системы. Каллисто назван в честь дочери короля Аркадии Ликиона и охотницы за богиней Артемидой.
Состоит из примерно одинакового количества камней и льдов, он является наименее плотным из галилейских, и исследования показали, что Каллисто может также иметь внутренний океан на глубине более 100 километров от поверхности.
Каллисто также является одним из наиболее сильно запутанных спутников в Солнечной системе, самым большим из которых является бассейн шириной 3000 км, известный как Вальхалла. Он окружен чрезвычайно тонкой атмосферой, состоящей из углекислого газа и, возможно, молекулярного кислорода. Каллисто долгое время считался наиболее подходящим местом для человеческой базы для будущего изучения системы Юпитера, поскольку он наиболее удален от интенсивного излучения Юпитера.
Внутренняя группа (или группа Амальтеи) - это четыре маленькие луны диаметром менее 200 км, орбиты на радиусах которых менее 200 000 км и наклоны орбиты менее половины градуса. В эту группу входят спутники Метиса, Адрастеи, Амальтеи и Фивы.
Наряду с множеством пока невидимых внутренних лун, эти луны пополняют и поддерживают слабую кольцевую систему Юпитера - Метис и Адрастея помогают основному кольцу Юпитера, в то время как Амальтея и Фива поддерживают свои собственные слабые внешние кольца.
Метис - ближайшая к Юпитеру луна на расстоянии 128 000 км. Это примерно 40 км в диаметре, приливно-откидной и очень асимметричной формы (с одним из диаметров почти в два раза больше, чем самый маленький). Он не был обнаружен до пролета Юпитером в 1979 году Вояджер 1 Космический зонд. Он был назван в 1983 году в честь первой жены Зевса.
Вторая ближайшая луна - Адрастея, около 129 000 км от Юпитера и 20 км в диаметре. Также известный как Юпитер XV, Амальтея является вторым по расстоянию и самым маленьким из четырех внутренних спутников Юпитера. Он был открыт в 1979 году, когда Вояджер 2 Зонд сфотографировал его во время облета.
Амальтея, также известная как Юпитер V, является третьей луной Юпитера в порядке расстояния от планеты. Он был открыт 9 сентября 1892 года Эдвардом Эмерсоном Барнардом и назван в честь нимфы в греческой мифологии. Считается, что он состоит из пористого водяного льда с неизвестным количеством других материалов. Его поверхностные особенности включают большие кратеры и гребни.
Фива (он же Юпитер XIV) является четвертой и последней внутренней луной Юпитера. Он имеет неправильную форму и красноватый цвет, и, как считается, Амальтея состоит из пористого водяного льда с неизвестным количеством других материалов. Его поверхностные особенности также включают большие кратеры и высокие горы - некоторые из которых сопоставимы с размером самой луны.
Нерегулярные спутники:
Нерегулярные спутники - это те, которые существенно меньше и имеют более отдаленные и эксцентричные орбиты, чем обычные спутники. Эти луны разбиты на семейства, которые имеют сходство по орбите и составу. Считается, что они были, по крайней мере, частично сформированы в результате столкновений, скорее всего, из-за астероидов, захваченных гравитационным полем Юпитера.
Те, которые сгруппированы в семьи, все названы в честь их крупнейших членов. Например, группа Himalia названа в честь Himalia - спутника со средним радиусом 85 км, что делает ее пятой по величине луной на орбите Юпитера. Считается, что когда-то Гималия была астероидом, захваченным гравитацией Юпитера, который затем испытал воздействие, которое сформировало спутники Леды, Лизитеи и Элары. Все эти луны имеют продвинутые орбиты, то есть они вращаются в том же направлении, что и вращение Юпитера.
Группа Carme берет свое название от одноименной Луны. Со средним радиусом 23 км, Карме является крупнейшим членом семейства спутников Юпитера, которые имеют схожие орбиты и внешний вид (равномерно красный), и поэтому считается, что они имеют общее происхождение. Все спутники этого семейства имеют ретроградные орбиты, то есть они вращаются вокруг Юпитера в противоположном направлении его вращения.
Группа Ananke названа в честь ее самого большого спутника, средний радиус которого составляет 14 км. Считается, что Ананке был также астероидом, который был захвачен гравитацией Юпитера, а затем столкнулся с столкновением, которое разорвало несколько частей. Эти фигуры стали 15 другими лунами в группе Ананке, все из которых имеют ретроградные орбиты и имеют серый цвет.
Группа Pasiphae - очень разнообразная группа, цвет которой варьируется от красного до серого, что указывает на возможность того, что она является результатом многочисленных столкновений. Названные в честь Paisphae, средний радиус которых составляет 30 км, эти спутники являются ретроградными и, как полагают, также являются результатом астероида, который был захвачен Юпитером и фрагментирован из-за серии столкновений.
Есть также несколько неправильных спутников, которые не являются частью какого-либо конкретного семейства. К ним относятся Фемисто и Карпо, самые внутренние и самые внешние нерегулярные луны, обе из которых имеют продвинутые орбиты. S / 2003 J 12 и S / 2011 J 1 являются самой внутренней ретроградной луной, а S / 2003 J 2 является самой внешней луной Юпитера.
Структура и состав:
Как правило, средняя плотность спутников Юпитера уменьшается с расстоянием от планеты. Каллисто, наименее плотная из четырех, имеет промежуточную плотность между льдом и камнем, в то время как у Ио есть плотность, которая указывает, что она сделана из камня и железа. Поверхность Каллисто также имеет сильно покрытую кратерами поверхность льда, и то, как она вращается, указывает на то, что ее плотность равномерно распределена.
Это говорит о том, что Каллисто не имеет скалистого или металлического ядра, но состоит из однородной смеси льда и камня. Вращение трех внутренних лун, напротив, указывает на разницу между ядром из более плотного вещества (например, силикатов, камня и металлов) и мантией из более легкого материала (водяного льда).
Расстояние от Юпитера также согласуется со значительными изменениями в структуре поверхности его лун. Ганимед показывает прошлые тектонические движения поверхности льда, что означает, что подземные слои подвергались частичному таянию за один раз. Европа показывает более динамичное и недавнее движение такого рода, что предполагает более тонкую ледяную корку. Наконец, у Ио, самой внутренней луны, есть поверхность серы, активный вулканизм и никаких признаков льда.
Все это свидетельствует о том, что чем ближе Луна находится к Юпитеру, тем горячее его внутреннее пространство, а модели предполагают, что уровень приливного нагрева обратно пропорционален квадрату их расстояния от планеты. Считается, что все спутники Юпитера, возможно, когда-то имели внутренний состав, подобный составу современного Каллисто, в то время как остальные изменились со временем в результате приливного нагревания, вызванного гравитационным полем Юпитера.
Это означает, что для всех спутников Юпитера, кроме Каллисто, их внутренний лед растаял, позволяя камню и железу опускаться внутрь, а вода покрывать поверхность. В Ганимеде образовалась толстая и твердая ледяная кора, а в более теплой Европе образовалась более тонкая, более легко разрушаемая кора. На Ио, ближайшей к Юпитеру планете, нагревание было настолько сильным, что весь камень растаял, а вода выкипела в космос.
Юпитер, газовый гигант огромных размеров, был назван в честь короля римского пантеона. Это только прилично, что у такой планеты есть много, много лун, вращающихся вокруг нее. Учитывая процесс открытия и то, как много времени нам потребовалось, неудивительно, если вокруг Юпитера будет больше спутников, ожидающих своего открытия. Шестьдесят семь и считай!
В журнале Space есть статьи о самой большой луне Юпитера и лунах Юпитера.
Вы также должны проверить луны и кольца Юпитера и самые большие луны Юпитера.
Для получения дополнительной информации, попробуйте спутники Юпитера и Юпитера.
У Astronomy Cast также есть эпизод о спутниках Юпитера.
