Jowisz został odpowiednio nazwany przez Rzymian, którzy postanowili nazwać go królem bogów. Do tej pory odkryto 67 naturalnych satelitów wokół gazowego giganta, a kolejne mogą być w drodze.
Księżyce Jowisza są tak liczne i tak różnorodne, że dzieli się je na kilka grup. Po pierwsze, istnieją największe księżyce zwane Galilejczykami lub Grupą Główną. Razem z mniejszą grupą wewnętrzną tworzą regularne satelity Jowisza. Za nimi jest wiele Nieregularnych Satelitów, które okrążają planetę wraz z pierścieniami gruzu. Oto, co wiemy o nich…
Odkrycie i nazewnictwo:
Za pomocą teleskopu własnego projektu, który pozwalał na 20-krotne powiększenie normalne, Galileo Galilei był w stanie dokonać pierwszych obserwacji ciał niebieskich, które nie były widoczne gołym okiem. W 1610 r. Dokonał pierwszego zarejestrowanego odkrycia księżyców krążących wokół Jowisza, które później nazwano Księżycami Galilejskimi.
W tym czasie obserwował tylko trzy obiekty, które uważał za nieruchome gwiazdy. Jednak między styczniem a marcem 1610 r. Nadal je obserwował i zanotował również czwarte ciało. Z czasem zdał sobie sprawę, że te cztery ciała nie zachowywały się jak stałe gwiazdy i były w rzeczywistości obiektami krążącymi wokół Jowisza.
Odkrycia te potwierdziły znaczenie użycia teleskopu do oglądania obiektów niebieskich, które wcześniej pozostawały niewidoczne. Co ważniejsze, pokazując, że planety inne niż Ziemia mają swój własny system satelitów, Galileusz zadał znaczący cios Ptolemejskiemu modelowi wszechświata, który wciąż był powszechnie akceptowany.
Poszukując patronatu Wielkiego Księcia Toskanii, Cosimo de Medici, Galileo początkowo ubiegał się o zezwolenie na nazwanie księżyców „Cosmica Sidera” (lub Gwiazd Cosimo). Zgodnie z sugestią Cosimo Galileo zmienił nazwę na Medicea Sidera („gwiazdy medycyny”), uhonorowując rodzinę Medici. Odkrycie zostało ogłoszone w Sidereus Nuncius („Starry Messenger”), który został opublikowany w Wenecji w marcu 1610 r.
Jednak niemiecki astronom Simon Marius niezależnie odkrył te księżyce w tym samym czasie co Galileo. Na polecenie Johannesa Keplera nazwał księżyce na cześć miłośników Zues (grecki odpowiednik Jowisza). W swoim traktacie zatytułowanym Mundus Jovialis („Świat Jowisza”, opublikowany w 1614 r.) Nazwał je Io, Europa, Ganymede i Callisto.
Galileo stanowczo odmówił użycia nazw Mariusza i zamiast tego wymyślił numerację, która jest nadal używana, wraz z odpowiednimi nazwami księżyców. Zgodnie z tym schematem księżyce otrzymują numery na podstawie ich bliskości do planety macierzystej i powiększają się wraz z odległością. Stąd księżyce Io, Europa, Ganymede i Callisto zostały oznaczone odpowiednio jako Jowisz I, II, III i IV.
Po tym, jak Galileo dokonał pierwszego zarejestrowanego odkrycia Grupy Głównej, nie odkryto żadnych dodatkowych satelitów przez prawie trzy stulecia - aż do momentu, gdy EE Barnard zaobserwował Amaltheę w 1892 roku. W rzeczywistości było to dopiero w XX wieku i przy pomocy fotografii teleskopowej i inne udoskonalenia, że zaczęto odkrywać większość satelitów Jowisza.
Himalia została odkryta w 1904 r., Elara w 1905 r., Pasiphaë w 1908 r., Sinope w 1914 r., Lysithea i Carme w 1938 r., Ananke w 1951 r. I Leda w 1974 r. Zanim sondy kosmiczne Voyager dotarły do Jowisza około 1979 r., Odkryto 13 księżyców, podczas gdy sama Voyager odkryła dodatkowe trzy - Metis, Adrastea i Thebe.
Od października 1999 r. Do lutego 2003 r. Badacze używający czułych naziemnych detektorów odkryli, a następnie nazwali kolejne 34 księżyce, z których większość została odkryta przez zespół pod przewodnictwem Scotta S. Shepparda i Davida C. Jewitt. Od 2003 r. Odkryto 16 dodatkowych księżyców, ale jeszcze ich nie nazwano, dzięki czemu całkowita liczba znanych księżyców Jowisza wzrosła do 67.
Chociaż księżyce galilejskie zostały nazwane wkrótce po ich odkryciu w 1610 roku, nazwiska Io, Europa, Ganymede i Callisto nie były popularne aż do XX wieku. Amalthea (alias Jowisz V) nie została tak nazwana, dopóki w 1892 r. Nie odbyła się nieoficjalna konwencja, której po raz pierwszy użył francuski astronom Camille Flammarion.
Pozostałe księżyce, w większości literatury astronomicznej, były po prostu oznaczone cyfrą rzymską (tj. Jowisz IX) aż do lat siedemdziesiątych. Rozpoczęło się to w 1975 r., Kiedy grupa zadaniowa Międzynarodowej Unii Astronomicznej (IAU) ds. Nazewnictwa zewnętrznego układu słonecznego nadała nazwy satelitom V – XIII, tworząc w ten sposób formalny proces nazewnictwa dla wszystkich odkrytych przyszłych satelitów. Praktyką było nazywanie nowo odkrytych księżyców Jowisza imionami kochanków i faworytów boga Jowisza (Zeus); a od 2004 r. także po ich potomkach.
Regularne satelity:
Regularne satelity Jowisza są tak nazwane, ponieważ mają orbitę postępową - tj. Krążą w tym samym kierunku, co obrót swojej planety. Te orbity są również prawie okrągłe i mają niskie nachylenie, co oznacza, że krążą blisko równika Jowisza. Spośród nich księżyce galilejskie (znane również jako Grupa Główna) są największe i najbardziej znane.
Są to największe księżyce Jowisza, nie mówiąc już o odpowiednio czwartej, szóstej, pierwszej i trzeciej największej satelicie Układu Słonecznego. Zawierają one prawie 99,999% całkowitej masy na orbicie wokół Jowisza i krążą między 400 000 a 2 000 000 km od planety. Są również jednymi z najbardziej masywnych obiektów w Układzie Słonecznym, z wyjątkiem Słońca i ośmiu planet, o promieniach większych niż jakakolwiek planeta karłowata.
Należą do nich Io, Europa, Ganymede i Callisto, a wszystkie zostały odkryte przez Galileusza Galileusza i nazwane na jego cześć. Nazwy księżyców, które pochodzą od miłośników Zeusa w mitologii greckiej, zostały przepisane przez Szymona Mariusa wkrótce po odkryciu ich przez Galileusza w 1610 roku. Spośród nich najbardziej wewnętrznym jest Io, którego imię pochodzi od kapłanki Hery, która została Zeusem kochanek.
Ze średnicą 3642 kilometrów jest czwartym co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym. Z ponad 400 aktywnymi wulkanami jest także najbardziej aktywnym geologicznie obiektem w Układzie Słonecznym. Jego powierzchnia jest usiana ponad 100 górami, z których niektóre są wyższe niż Mount Everest na Ziemi.
W przeciwieństwie do większości satelitów w zewnętrznym Układzie Słonecznym (które są pokryte lodem), Io składa się głównie ze skały krzemianowej otaczającej stopione żelazo lub siarczek żelaza. Io ma wyjątkowo cienką atmosferę składającą się głównie z dwutlenku siarki (SO2).
Drugim najbardziej wewnętrznym księżycem Galilejskim jest Europa, która bierze swoją nazwę od mitycznej fenickiej szlachcianki, która została potraktowana przez Zeusa i została królową Krety. Średnica 3121,6 km jest najmniejsza z Galilejczyków i nieco mniejsza niż Księżyc.
Powierzchnia Europy składa się z warstwy wody otaczającej płaszcz, o grubości około 100 kilometrów. Najwyższą sekcją jest lity lód, podczas gdy dno uważa się za płynną wodę, która jest ogrzewana z powodu energii cieplnej i zginania pływów. Jeśli to prawda, możliwe jest, że życie pozaziemskie mogłoby istnieć w tym podpowierzchniowym oceanie, być może w pobliżu szeregu głębinowych otworów hydrotermalnych.
Powierzchnia Europy jest również jedną z najbardziej gładkich w Układzie Słonecznym, co popiera ideę ciekłej wody istniejącej pod powierzchnią. Brak kraterów na powierzchni przypisuje się powierzchni młodej i aktywnej tektonicznie. Europa zbudowana jest głównie ze skały krzemianowej i prawdopodobnie ma żelazny rdzeń oraz delikatną atmosferę złożoną głównie z tlenu.
Następny jest Ganymede. Ganimedes ma średnicę 5262,4 km i jest największym księżycem w Układzie Słonecznym. Chociaż jest większy niż planeta Merkury, fakt, że jest lodowatym światem, oznacza, że ma tylko połowę masy Merkurego. Jest to również jedyny satelita w Układzie Słonecznym, który posiada magnetosferę, prawdopodobnie utworzoną przez konwekcję w ciekłym żelaznym rdzeniu.
Ganymede składa się głównie ze skał krzemianowych i lodu wodnego, a uważa się, że ocean słonej wody istnieje prawie 200 km pod powierzchnią Ganimedesa - choć Europa jest najbardziej prawdopodobnym kandydatem do tego. Ganymede ma dużą liczbę kraterów, z których większość jest teraz pokryta lodem, i oferuje cienką atmosferę tlenową obejmującą O, O2i ewentualnie O3 (ozon) i trochę wodoru atomowego.
Callisto jest czwartym i najdalszym księżycem Galilejskim. Ma średnicę 4820,6 km i jest drugim co do wielkości spośród Galilejczyków oraz trzecim co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym. Callisto nosi imię córki króla arkadyjskiego, Lykaona i towarzysza polowań bogini Artemidy.
Składa się z w przybliżeniu równych ilości skał i lodów, jest najmniej gęstym z Galilejczyków, a badania ujawniły, że Callisto może mieć również wewnętrzny ocean na głębokościach większych niż 100 kilometrów od powierzchni.
Callisto jest również jednym z najbardziej kraterowanych satelitów w Układzie Słonecznym - z których największym jest basen o szerokości 3000 km znany jako Valhalla. Jest otoczony niezwykle cienką atmosferą złożoną z dwutlenku węgla i prawdopodobnie tlenu cząsteczkowego. Callisto od dawna uważane jest za najbardziej odpowiednie miejsce dla ludzkiej bazy do przyszłej eksploracji układu Jowisza, ponieważ jest ono najbardziej oddalone od intensywnego promieniowania Jowisza.
Grupa wewnętrzna (lub grupa Amalthei) to cztery małe księżyce o średnicy mniejszej niż 200 km, orbicie na promieniu mniejszym niż 200 000 km i nachyleniu orbity mniejszym niż pół stopnia. Grupy te obejmują księżyce Metis, Adrastea, Amalthea i Thebe.
Wraz z szeregiem jeszcze niewidzialnych wewnętrznych księżyców, księżyce te uzupełniają i utrzymują słaby system pierścieni Jowisza - Metis i Adrastea pomagają głównemu pierścieniowi Jowisza, podczas gdy Amalthea i Thebe utrzymują własne słabe pierścienie zewnętrzne.
Metis jest najbliższym księżycem od Jowisza w odległości 128 000 km. Ma około 40 km średnicy, jest zamknięty pod względem pływów i ma wysoce asymetryczny kształt (przy czym jedna ze średnic jest prawie dwa razy większa niż najmniejsza). Zostało odkryte dopiero w 1979 roku przelot Jowisza przez Voyager 1 sonda kosmiczna. Został nazwany w 1983 roku od pierwszej żony Zeusa.
Drugim najbliższym księżycem jest Adrastea, która znajduje się około 129 000 km od Jowisza i 20 km średnicy. Znany również jako Jowisz XV, Amalthea jest drugim pod względem odległości i najmniejszym z czterech wewnętrznych księżyców Jowisza. Został odkryty w 1979 roku, kiedy Voyager 2 sonda sfotografowała go podczas przelotu.
Amalthea, znana również jako Jowisz V, jest trzecim księżycem Jowisza w kolejności odległości od planety. Został odkryty 9 września 1892 roku przez Edwarda Emersona Barnarda i nazwany na cześć nimfy w mitologii greckiej. Uważa się, że składa się z porowatego lodu wodnego z nieznanymi ilościami innych materiałów. Jego cechy powierzchni obejmują duże kratery i grzbiety.
Thebe (alias. Jowisz XIV) jest czwartym i ostatnim wewnętrznym księżycem Jowisza. Ma nieregularny kształt i czerwonawy kolor i uważa się, że podobnie jak Amalthea składa się z porowatego lodu wodnego z nieznanymi ilościami innych materiałów. Jego cechy powierzchni obejmują również duże kratery i wysokie góry - niektóre z nich są porównywalne z wielkością samego księżyca.
Nieregularne satelity:
Nieregularne satelity to te, które są znacznie mniejsze i mają bardziej odległe i ekscentryczne orbity niż zwykłe satelity. Księżyce te są podzielone na rodziny o podobieństwach na orbicie i składzie. Uważa się, że zostały one co najmniej częściowo utworzone w wyniku zderzeń, najprawdopodobniej przez asteroidy przechwycone przez pole grawitacyjne Jowisza.
Wszystkie zgrupowane w rodziny są nazwane na cześć ich największego członka. Na przykład grupa Himalia nosi imię Himalii - satelity o średnim promieniu 85 km, co czyni ją piątym co do wielkości księżycem krążącym wokół Jowisza. Uważa się, że Himalia była kiedyś asteroidą uchwyconą przez grawitację Jowisza, która następnie doznała zderzenia, które uformowało księżyce Leda, Lysithea i Elara. Wszystkie te księżyce mają progradowe orbity, co oznacza, że krążą w tym samym kierunku co obrót Jowisza.
Grupa Carme bierze swoją nazwę od Księżyca o tej samej nazwie. Ze średnim promieniem 23 km Carme jest największym członkiem rodziny satelitów Jowisza, które mają podobne orbity i wygląd (jednolicie czerwony), a zatem uważa się, że mają wspólne pochodzenie. Wszystkie satelity w tej rodzinie mają orbity wsteczne, co oznacza, że krążą wokół Jowisza w przeciwnym kierunku obrotu.
Grupa Ananke pochodzi od największego satelity o średnim promieniu 14 km. Uważa się, że Ananke była również asteroidą, która została schwytana przez grawitację Jowisza, a następnie doznała kolizji, która rozbiła kilka kawałków. Kawałki te stały się pozostałymi 15 księżycami w grupie Ananke, z których wszystkie mają orbity wsteczne i wydają się szare.
Grupa Pasiphae jest bardzo zróżnicowaną grupą, której kolor waha się od czerwonego do szarego - co oznacza, że może być wynikiem wielokrotnych zderzeń. Nazwane na cześć Paisphae, o średnim promieniu 30 km, satelity te są wsteczne i uważa się je również za wynik asteroidy przechwyconej przez Jowisza i rozdrobnionej w wyniku serii zderzeń.
Istnieje również kilka nieregularnych satelitów, które nie należą do żadnej konkretnej rodziny. Należą do nich Themisto i Carpo, najbardziej wewnętrzne i najbardziej nieregularne księżyce, z których oba mają progradowe orbity. S / 2003 J 12 i S / 2011 J 1 są najbardziej wewnętrznymi księżycami wstecznymi, podczas gdy S / 2003 J 2 jest najbardziej zewnętrznym księżycem Jowisza.
Struktura i skład:
Z reguły średnia gęstość księżyców Jowisza maleje wraz z ich odległością od planety. Callisto, najmniej gęsta z czterech, ma pośrednią gęstość między lodem a skałą, podczas gdy Io ma gęstość, która wskazuje, że jest wykonana ze skały i żelaza. Powierzchnia Callisto ma również mocno pokruszoną powierzchnię lodu, a sposób jej obracania wskazuje, że jej gęstość jest równomiernie rozłożona.
Sugeruje to, że Callisto nie ma skalistego ani metalicznego rdzenia, ale składa się z jednorodnej mieszanki lodu i skały. Natomiast obrót trzech księżyców wewnętrznych wskazuje na rozróżnienie między rdzeniem gęstszej materii (takiej jak krzemiany, skała i metale) a płaszczem z lżejszego materiału (lód wodny).
Odległość od Jowisza odpowiada również znaczącym zmianom w strukturze powierzchniowej jego księżyców. Ganymede odsłania wcześniejszy ruch tektoniczny powierzchni lodu, co oznaczałoby, że warstwy podpowierzchniowe uległy częściowemu stopieniu jednocześnie. Europa ujawnia bardziej dynamiczny i niedawny ruch tego rodzaju, sugerujący cieńszą skorupę lodową. Wreszcie Io, najbardziej wewnętrzny księżyc, ma powierzchnię siarki, aktywny wulkanizm i brak śladów lodu.
Wszystkie te dowody sugerują, że im księżyc jest bliżej Jowisza, tym cieplejsze jest jego wnętrze - modele sugerują, że poziom ogrzewania pływowego jest odwrotnie proporcjonalny do kwadratu ich odległości od planety. Uważa się, że wszystkie księżyce Jowisza mogły kiedyś mieć wewnętrzny skład podobny do dzisiejszego Callisto, podczas gdy reszta zmieniała się w czasie w wyniku nagłego pływu wywołanego przez pole grawitacyjne Jowisza.
Oznacza to, że dla wszystkich księżyców Jowisza, z wyjątkiem Callisto, ich lód wewnętrzny stopił się, pozwalając skałom i żelazu opaść się do wnętrza, a woda pokryła powierzchnię. W Ganymede utworzyła się gruba i solidna skorupa lodowa, natomiast w cieplejszej Europie powstała cieńsza skorupa łatwiejsza do złamania. Na Io, planecie najbliżej Jowisza, ogrzewanie było tak ekstremalne, że cała skała stopiła się, a woda wygotowała się w kosmos.
Jowisz, gigant gazowy o ogromnych proporcjach, został odpowiednio nazwany na cześć króla rzymskiego panteonu. To tylko przystało, że taka planeta ma wiele, wiele księżyców wokół niej. Biorąc pod uwagę proces odkrywania i czas, jaki nam to zajęło, nie byłoby zaskoczeniem, gdyby wokół Jowisza było więcej satelitów, które tylko czekają na odkrycie. Sześćdziesiąt siedem i wciąż rośnie!
Magazyn Space zawiera artykuły o największym księżycu Jowisza i księżycach Jowisza.
Powinieneś także sprawdzić księżyce i pierścienie Jowisza oraz największe księżyce Jowisza.
Aby uzyskać więcej informacji, wypróbuj księżyce Jowisza i Jowisza.
Astronomy Cast ma także odcinek o księżycach Jowisza.
