世界观点：【物理科普】教科书又双叒叕要改了？木星的卫星又多了十几个？

撰文 | KKC

(资料图)

审校 | 韩晶晶

谁是太阳系中拥有卫星最多的行星？这是一个长期悬而未决的问题。国际天文学联合会小行星中心近日宣布，木星发现了12颗新的卫星，已知卫星总数达到92颗，超过了土星的83颗，成为太阳系中已知卫星最多的行星，加冕为太阳系的“卫星之王”——尽管很可能只是暂时的。

新晋“卫星之王”木星 | Wiki

伴随着天文学家在太阳系内不断发现新的卫星，木星和土星在“卫星之王”宝座的争夺上一直在互相追赶。从2002到2018年，木星的已知卫星数量一直多于土星。土星曾在2019年实现了反超（82颗超过79颗），不过在4年后的今天，木星夺回了原属于自己的王座。

木星部分卫星的轨道示意图（距离不按比例） | Carnegie Inst. for Science

木星的这些卫星是天文学家在2021年和2022年通过位于智利和夏威夷的望远镜发现的，不过要想确认它们是卫星而非陨石等其他天体，还需要数个月的时间来观测是否有完整的绕行轨道，所以直到最近小行星中心才正式将它们加入到木星的行星列表中。

位于智利的甚大望远镜(Very Large Telescope）| Wiki

此次木星新发现卫星的体积都非常小，直径从1公里到3公里不等，按照卫星的命名规则（直径超过1英里），只有一半的成员能获得命名。而且它们距离木星十分遥远，绕行木星一周最少都要340天，甚至最远的一颗卫星需要超过550天。体积小、距离远，也就不难理解为什么这些卫星直到最近才能发现了。

发现卫星的难度还不只在于卫星的大小和它与行星之间距离。卫星既受到所绕行星的引力，还会受到太阳的引力，所以运动轨迹比小行星和彗星更加复杂，分析轨道所需要的时间也更长。对于小行星和彗星，几周的观察可能就足以预测它们的飞行路线，而卫星需要几个月甚至几年的时间。

2002年发现的木卫四十三，在图像上只是一个小点 | Wiki

除了是已知卫星数量最多的行星以外，人类最早发现的除月球外的卫星也属于木星。1610年，伽利略用他自制的望远镜发现木星周围有四颗卫星（即木卫一、木卫二、木卫三、木卫四），它们后来被命名为“伽利略卫星”，其中的木卫三还是太阳系体积最大的卫星，直径超过5200公里，个头甚至比身为行星的水星还要大。

木星四颗最大的卫星——伽利略卫星 | NASA

不过，在发现伽利略卫星之后的300多年里，受制于观测水平，天文学家只发现了零星的几颗卫星。直到20世纪70年代，旅行者1号(Voyager 1)等太空飞船开始进入太空后，发现的卫星数量开始快速增长。进入21世纪后，得益于电子设备灵敏度的提高，天文学家开始更多利用地球上的大型地面光学望远镜寻找卫星，目前在太阳系中发现的卫星总数达到了224颗。

旅行者1号发现了众多卫星 | Wiki

别看木星和土星都有好几十颗卫星，其实对太阳系的很多家族成员来说，卫星都是一种奢侈品：水星和火星没有卫星，地球只有1个（也就是月亮），火星只有2个。天王星和海王星稍微多些，分别有27颗和14颗。行星的卫星数量问题非常复杂，木星和土星周围小型行星为何如此之多也还没有明确的答案，可能和自身质量大小、与太阳距离等多种因素有关。

部分太阳系中行星的卫星 | Wiki

话说回来，夺回“卫星之王”宝座的木星可不能高兴的太早。有证据表明，土星周边存在着大量的小型天体，如果后续对土星的卫星观测能扩大到直径3公里左右的天体，那么土星的的卫星数量有望超过100个，甚至可能超过太阳系中其他行星的卫星数量的总和。

土星随时有可能从木星手中夺回卫星之王的称号 | NASA

木星也有好消息——它很快就会迎来太空探测器的造访。今年4月，欧洲空间局(ESA)将发射木星冰卫星探测器（JUICE）探索木星的木卫二、木卫三和木卫四，研究它们是否存在潜在的宜居条件，同时深入探究木星的复杂环境。明年10月，美国国家航空航天局(NASA)将发射欧罗巴快船(Europa Clipper)探索木卫二，有证据表明其表面下存在液态水的海洋。太空探测器的到来有可能会带来更多关于木星卫星的信息。

JUICE即将探访木星与它的四颗最大的卫星 | NASA

相信在未来很长一段时间内，“卫星之王”仍然会在木星和土星之间来回易主。

参考资料：

[1]https://phys.org/news/2023-02-jupiter-moon-solar.html

[2]https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-find-a-dozen-more-moons-for-jupiter/

[3]https://www.csmonitor.com/Science/2019/1008/New-moon-king-Saturn-passes-Jupiter-with-20-moon-discovery

[4]https://solarsystem.nasa.gov/moons/overview/

[5]https://www.nssdc.ac.cn/mhsy/html/videodec.html?8fc78c8b-3c29-490b-b64e-65cf7011c14c

[6]https://ssd.jpl.nasa.gov/

[7]https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice

[8]https://www.jpl.nasa.gov/missions/europa-clipper

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