Юпитер е наречен по подходящ начин от римляните, които са избрали да го кръстят на царя на боговете. Досега около природния сателит са открити 67 природни спътника и по пътя могат да бъдат още.
Луните на Юпитер са толкова много и толкова разнообразни, че са разбити на няколко групи. Първо, има най-големите луни, известни като Галилеите, или Основна група. Заедно с по-малката Вътрешна група те съставят регулярните спътници на Юпитер. Отвъд тях има многото нерегулярни спътници, които обикалят планетата, заедно с нейните пръстени отломки. Ето какво знаем за тях ...
Откриване и именуване:
Използвайки телескоп по свой собствен дизайн, който позволяваше 20-кратно нормално увеличение, Галилео Галилей успя да направи първите наблюдения на небесни тела, които не бяха видими с просто око. През 1610 г. той прави първото записано откритие на луни в орбита на Юпитер, които по-късно стават известни като Галилейските луни.
По онова време той наблюдава само три обекта, които според него са неподвижни звезди. Но между януари и март 1610 г. той продължи да ги наблюдава и отбеляза и четвърто тяло. След време той разбра, че тези четири тела не се държат като неподвижни звезди и всъщност са обекти, които обикалят около Юпитер.
Тези открития доказаха важността на използването на телескопа за разглеждане на небесни обекти, които по-рано са останали невиждани. По-важното е, че показва, че планетите, различни от Земята, имат своя собствена система от спътници, Галилей нанася значителен удар върху Птолемейския модел на Вселената, който все още беше широко приет.
Търсейки покровителството на великия херцог на Тоскана, Козимо де Медичи, Галилей първоначално поиска разрешение да нарече луните „Cosmica Sidera“ (или звездите на Козимо). По предложение на Козимо Галилей промени името си на Медикея Сидера („Медицинските звезди“), в чест на семейство Медичи. Откритието беше обявено в Sidereus Nuncius („Звезден вестител“), който е публикуван във Венеция през март 1610 г.
Германският астроном Саймън Мариус обаче открил тези луни едновременно с Галилей. По молба на Йоханес Кеплер той кръсти луните на влюбените Зуе (гръцкият еквивалент на Юпитер). В трактата си озаглавен Mundus Jovialis („Светът на Юпитер“, публикуван през 1614 г.) той ги кръсти Йо, Европа, Ганимед и Калисто.
Галилео упорито отказа да използва имената на Мариус и вместо това измисли схемата за номериране, която се използва и до днес, заедно с подходящите имена на Луната. В съответствие с тази схема на луните се присвояват числа въз основа на близостта им до родителската планета и се увеличават с разстояние. Следователно, луните на Йо, Европа, Ганимед и Калисто са определени съответно като Юпитер I, II, III и IV.
След като Галилео направи първото записано откритие на основната група, няма открити допълнителни спътници почти три века - чак докато Е.Е. Барнард не наблюдава Амалтея през 1892 г. Всъщност това беше чак през 20 век и с помощта на телескопична фотография и други уточнения, че повечето от спътниците на Йовиан започнаха да бъдат откривани.
Хималия е открита през 1904 г., Елара през 1905 г., Пасифа през 1908 г., Синопе през 1914 г., Лизитея и Карме през 1938 г., Ананке през 1951 г. и Леда през 1974 г. По времето, когато космическите сонди на Вояджър достигат Юпитер около 1979 г., са открити 13 луни, докато самата Вояджър откри още три - Метис, Адрастея и Тива.
Между октомври 1999 г. и февруари 2003 г. изследователите, използващи чувствителни наземни детектори, са открили и по-късно са нарекли още 34 луни, повечето от които са открити от екип, ръководен от Скот С. Шеппард и Дейвид К. Джиит. От 2003 г. насам са открити 16 допълнителни луни, но все още не са назовани, което довежда общия брой на известните луни на Юпитер до 67.
Въпреки че галилейските луни са кръстени малко след откриването им през 1610 г., имената на Йо, Европа, Ганимед и Калисто изпаднаха в полза до 20 век. Амалтея (известна още като Юпитер V) не е наречена така, докато през 1892 г. не се проведе неофициална конвенция - име, което за първи път се използва от френския астроном Камил Фламарион.
Останалите луни, в по-голямата част от астрономическата литература, бяха просто етикетирани с римската си цифра (т.е. Юпитер IX) до 70-те години. Това започва през 1975 г., когато Работната група на Международния астрономически съюз (IAU) за номенклатурата на външната слънчева система дава имена на спътници V – XIII, като по този начин създава официален процес на именуване на всички открити бъдещи спътници. Практиката беше да се назоват новооткрити луни на Юпитер на любители и любими на бога Юпитер (Зевс); и от 2004 г., също след техните потомци.
Редовни сателити:
Редовните спътници на Юпитер са наречени така, защото имат програмирани орбити - т.е. те орбитират в същата посока като въртенето на своята планета. Тези орбити също са почти кръгли и имат нисък наклон, което означава, че орбитат близо до екватора на Юпитер. От тях Галилейските Луни (известни още като основната група) са най-големите и най-добре познатите.
Това са най-големите луни на Юпитер, да не говорим съответно за четвърти, шести, първи и трети най-големи спътници на Слънчевата система. Те съдържат почти 99,999% от общата маса в орбита около Юпитер и орбита между 400 000 и 2 000 000 км от планетата. Те също са сред най-масовите обекти в Слънчевата система с изключение на Слънцето и осемте планети, с радиуси, по-големи от която и да е от планетите джуджета.
Те включват Йо, Европа, Ганимед и Калисто и всички те са били открити от Галилео Галилей и наречени в негова чест. Имената на луните, извлечени от любителите на Зевс в гръцката митология, са предписани от Симон Мариус скоро след като Галилей ги открива през 1610 г. От тях най-съкровеният е Йо, който е кръстен на жрица на Хера, която станала Зевс 'любовник.
С диаметър 3642 километра той е четвъртата по големина луна в Слънчевата система. С над 400 активни вулкана той е и най-геологично активният обект в Слънчевата система. Повърхността му е изпъстрена с над 100 планини, някои от които са по-високи от земния Еверест.
За разлика от повечето спътници във външната Слънчева система (които са покрити с лед), Io се състои главно от силикатна скала, обграждаща разтопено ядро от желязо или железен сулфид. Io има изключително тънка атмосфера, съставена предимно от серен диоксид (SO2).
Втората най-вътрешна галилейска луна е Европа, която получава името си от митичната финикийска благородничка, която е ухажвана от Зевс и става кралицата на Крит. С диаметър 3121,6 километра той е най-малкият от Галилеите и малко по-малък от Луната.
Повърхността на Европа се състои от слой вода, обграждаща мантията, за която се смята, че е дебела 100 километра. Най-горният участък е твърд лед, докато в долната част се смята, че е течна вода, която се затопля поради топлинната енергия и приливи и отливи. Ако е вярно, тогава е възможно извънземният живот да съществува в този подземен океан, може би близо до поредица от дълбочинни океански хидротермални отвори.
Повърхността на Европа също е една от най-гладките в Слънчевата система, факт, който подкрепя идеята за течна вода, съществуваща под повърхността. Липсата на кратери на повърхността се дължи на това, че повърхността е млада и тектонично активна. Европа е изградена предимно от силикатна скала и вероятно има желязна сърцевина и слаба атмосфера, съставена предимно от кислород.
Следващ е Ганимед. С диаметър 5262,4 километра Ганимед е най-голямата луна в Слънчевата система. Въпреки че е по-голям от планетата Меркурий, фактът, че е леден свят, означава, че има само половината от масата на Меркурий. Това е и единственият спътник в Слънчевата система, за който се знае, че притежава магнитосфера, вероятно създадена чрез конвекция в течната желязна сърцевина.
Ганимед е съставен предимно от силикатни скални и водни ледове, а се смята, че океанът със солена вода съществува на близо 200 км под повърхността на Ганимед - въпреки че Европа остава най-вероятният кандидат за това. Ganymede има голям брой кратери, повечето от които сега са покрити с лед и може да се похвали с тънка кислородна атмосфера, която включва O, O2и вероятно О3 (озон) и малко атомен водород.
Калисто е четвъртата и най-далечната галилейска луна. С диаметър 4820,6 километра, тя е и втората по големина от Галилеите и третата по големина луна в Слънчевата система. Калисто е кръстен на дъщерята на аркадския крал Ликаон и ловен другар на богинята Артемида.
Съставен от приблизително равни количества скала и ледове, той е най-малко гъст от галилейците, а разследванията разкриха, че Калисто може също да има вътрешен океан на дълбочина, по-голяма от 100 километра от повърхността.
Калисто също е един от най-силно кретираните спътници в Слънчевата система - най-големият от тях е басейна с ширина 3000 км, известен като Валхала. Той е заобиколен от изключително тънка атмосфера, съставена от въглероден диоксид и вероятно молекулен кислород. Калисто отдавна се смята за най-подходящото място за човешка база за бъдещо изследване на системата на Юпитер, тъй като е най-отдалечено от интензивното излъчване на Юпитер.
Вътрешната група (или групата на Амалтея) са четири малки луни с диаметър по-малък от 200 км, орбита с радиуси по-малки от 200 000 км и имат орбитални наклони по-малко от половин градус. Тази група включва луните на Метис, Адрастея, Амалтея и Тива.
Наред с редица все още невиждани вътрешни луни, тези луни попълват и поддържат слабата пръстенна система на Юпитер - Метис и Адрастея помагат на основния пръстен на Юпитер, докато Амалтея и Тива поддържат свои собствени слаби външни пръстени.
Метис е най-близката луна до Юпитер на разстояние 128 000 км. Той е с диаметър приблизително 40 км, с фиксирана форма и силно асиметрична форма (като един от диаметрите е почти два пъти по-голям от най-малкия). Той е открит едва през 1979 г. на летеца на Юпитер от Вояджър 1 космическа проба. Тя е кръстена през 1983 г. след първата жена на Зевс.
Втората най-близка луна е Адрастея, която е на около 129 000 км от Юпитер и 20 км в диаметър. Известен още като Юпитер XV, Амалтея е втората по разстояние и най-малката от четирите вътрешни луни на Юпитер. Той е открит през 1979 г., когато Вояджър 2 сонда го снима по време на летене.
Амалтея, известна още като Юпитер V, е третата луна на Юпитер по ред на разстояние от планетата. Открита е на 9 септември 1892 г. от Едуард Емерсън Барнард и е кръстена на нимфа в гръцката митология. Смята се, че се състои от порест воден лед с неизвестни количества други материали. Неговите повърхностни характеристики включват големи кратери и хребети.
Тива (известна още като Юпитер XIV) е четвъртата и последна вътрешна луна на Юпитер. Той е с неправилна форма и червеникав цвят и се смята като Амалтея да се състои от порест воден лед с неизвестни количества други материали. Неговите повърхностни характеристики включват също големи кратери и високи планини - някои от тях са сравними с размера на самата Луна.
Нерегулярни спътници:
Нерегулярните спътници са тези, които са значително по-малки и имат по-далечни и ексцентрични орбити от обикновените спътници. Тези луни са разделени на семейства, които имат прилики в орбита и състав. Смята се, че те са били поне частично образувани в резултат на сблъсъци, най-вероятно от астероиди, които са били уловени от гравитационното поле на Юпитер.
Тези, които са групирани в семейства, всички са кръстени на най-големия си член. Например групата на Хималия е кръстена на Хималия - спътник със среден радиус от 85 км, което го прави петата по големина луна, обикаляща около Юпитер. Смята се, че Хималия някога е била астероид, завладян от гравитацията на Юпитер, който след това изпитвал удар, който образувал луните на Леда, Лизитея и Елара. Всички тези луни имат орбитни програми, което означава, че орбитират в същата посока като въртенето на Юпитер.
Групата Карме взема името си от едноименната Луна. Със среден радиус от 23 км, Карме е най-големият член на семейство спътници на Джовиан, които имат сходни орбити и външен вид (равномерно червени) и затова се смята, че имат общ произход. Всички спътници в това семейство имат ретроградни орбити, което означава, че орбитат Юпитер в обратна посока на въртенето му.
Групата Ananke е кръстена на най-големия си спътник, който има среден радиус от 14 км. Смята се, че Ananke също е астероид, който е бил уловен от гравитацията на Юпитер и след това е претърпял сблъсък, който е скъсал няколко парчета. Тези парчета станаха останалите 15 луни от групата Ananke, всички от които имат ретроградни орбити и изглеждат сиви на цвят.
Групата Pasiphae е много разнообразна група, която варира в цвят от червено до сиво, което означава възможността тя да е резултат от множество сблъсъци. Наречени на Paisphae, който има среден радиус от 30 км, тези спътници са ретроградни, а също така се смята, че са резултат от астероид, който е заловен от Юпитер и фрагментиран поради серия от сблъсъци.
Има и няколко нередовни спътника, които не са част от конкретно семейство. Те включват Темисто и Карпо, най-вътрешните и най-външните нередовни луни, и двете от които имат орбитни програми. S / 2003 J 12 и S / 2011 J 1 са най-вътрешната част на ретроградните луни, докато S / 2003 J 2 е най-външната луна на Юпитер.
Структура и състав:
По правило средната плътност на луните на Юпитер намалява с разстоянието им от планетата. Калисто, най-малко плътният от четирите, има междинна плътност между лед и скала, докато Io има плътност, която показва, че е направена от скала и желязо. Повърхността на Калисто също има силно кретирана ледена повърхност и начинът, по който се върти, показва, че плътността му е равномерно разпределена.
Това предполага, че Калисто няма каменисто или метално ядро, а се състои от хомогенна смес от лед и скала. За разлика от това, въртенето на трите вътрешни луни показва разлика между сърцевина от по-плътна материя (като силикати, скали и метали) и мантия от по-лек материал (воден лед).
Разстоянието от Юпитер също съответства на значителни промени в повърхностната структура на луните му. Ганимед разкрива миналото тектонско движение на ледената повърхност, което би означавало, че подземните слоеве са претърпели частично топене наведнъж. Европа разкрива по-динамично и скорошно подобно движение, което предполага по-тънка ледена кора. И накрая, Йо, най-вътрешната луна, има сярна повърхност, активен вулканизъм и няма следи от лед.
Всички тези доказателства предполагат, че колкото по-близо е луна до Юпитер, толкова по-гореща е нейната вътрешност - с модели, които предполагат, че нивото на отопление на приливите и отливите е в обратна пропорция на квадрата на тяхното разстояние от планетата. Смята се, че всички луни на Юпитер може би някога са имали вътрешна композиция, подобна на тази на съвременния Калисто, докато останалите се променят с времето в резултат на приливно нагряване, причинено от гравитационното поле на Юпитер.
Това означава, че за всички луни на Юпитер, с изключение на Калисто, вътрешният им лед се е стопил, което позволява на скалите и желязото да потъват във вътрешността, а водата да покрие повърхността. В Ганимед тогава се образува плътна и твърда ледена кора, докато в по-топла Европа се образува по-тънка по-лесно разчупена кора. На Йо, най-близката до Юпитер планета, нагряването беше толкова екстремно, че цялата скала се стопи и водата изтича в космоса.
Юпитер, газов гигант с огромни размери, е бил наречен по подходящ начин на краля на римския пантеон. Добре е само, че такава планета има много, много луни около нея. Предвид процеса на откриване и колко време ни отне, не би било изненадващо, ако около Юпитер има още сателити, които само чакат да бъдат открити. Шейсет и седем и брои!
Космическото списание има статии за най-голямата луна на Юпитер и Юпитер.
Трябва също да разгледате луните и пръстените на Юпитер и най-големите луни на Юпитер.
За повече информация опитайте луните на Юпитер и Юпитер.
Astronomy Cast също има епизод на луните на Юпитер.
