木星的卫星为啥这么多？

该图显示了围绕木星运行的众多卫星中的4颗。为什么这颗行星有这么多卫星？

来源|新浪探索(id: sinascience)

地球只有一颗天然卫星，但木星周围有几十颗天然卫星。作为太阳系中最大的行星，木星一直以其大量的卫星而闻名，新成员不断被发现。2018年7月16日，天文学家宣布他们发现了另外12颗之前未知的木星卫星。

木星卫星的各种分类。新发现的卫星轨道用粗线表示。图中的绿线显示的是瓦雷图多，一颗以罗马神朱庇特的曾孙女命名的特立独行的卫星。它在逆行卫星的轨道之间穿梭，但它自己的轨道是顺行的。

对木星卫星的观测可以追溯到伽利略时代。1610年，伟大的天文学家伽利略注意到四个天体似乎围绕着木星旋转。后来它们分别被命名为木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。

这四颗卫星是发现的第一颗木星卫星。它们在分类上属于木星的主要卫星群，也被称为伽利略卫星。它们的半径比任何矮行星都大，是太阳系中除太阳和八大行星之外最大的天体。

木卫二是木星最大的卫星，它的直径甚至比水星还大。随着卫星观测技术变得越来越先进，人们已经找到了这四颗卫星的更多伴星。

在天文学家确认了12颗新卫星后，木星的卫星总数已经达到79颗。值得一提的是，这12颗新卫星都非常小，大小接近1到2公里。

太阳系中没有其他行星达到这个数字。土星紧随其后，已知有62颗卫星。天王星有27颗卫星，海王星有14颗。

地球的邻居火星有两颗卫星:火卫一和戴莫斯。相比之下，地球只有一个月亮，而水星和金星根本没有月亮，这可能会给地球一点安慰。

木星有如此多的卫星，而其他行星只有如此少的卫星。原因是重力。

重力的影响

天文学家将太阳系中的行星分为两类。水星、金星、地球和火星是所谓的“类地”或“内行星”，而木星、土星、天王星和海王星被归类为“气态巨行星”，也被称为“外行星”(越来越多的科学家认识到天王星和海王星是一种独特的巨型行星，被称为“冰巨行星”)。

这两个类别之间存在相当大的规模差距。尽管天王星是最小的外行星，但它的质量仍然是地球的15倍，地球是最大的内行星。

然而，就体积而言，没有其他行星能与木星相比。就质量而言，木星的质量是太阳系其他行星总和的2.5倍，是地球质量的300多倍。这绝对是个怪物。

正如牛顿所观察到的，一个物体的质量和它的引力场的强度之间存在着正相关。气态巨行星由于其惊人的质量吸引了更多的卫星。然而，这并不是像木星这样的行星拥有如此多卫星的唯一原因。太阳系中的气态巨行星离太阳相对较远。

相比之下，一些恒星有巨大的类木行星，被称为“热木星”。基本上，这些气态巨行星的轨道通常非常接近恒星。你可以想象土星和水星交换位置。

法国天文学家法特希·纳穆尼在2010年发表的一篇论文中指出，炽热的木星几乎没有卫星。一些天文学家认为，炽热的木星可能起源于恒星系统的冰冻线之外(从母星中心到外部的最小距离，使得水、氨和甲烷等挥发性物质凝结成固体冰粒)，然后向内迁移。

在迁移过程中，他们的卫星将陷入天体的拔河。气态巨行星的质量要大得多，但是恒星要大得多，所以当炽热的木星离它的母星太近时，引力更强的恒星最终会偷走它的卫星。

距离会抵消重力的影响。行星离太阳越远，它对行星的吸引力就越弱。因此，如果纳穆尼的观点是正确的，木星将有超过79颗卫星，并且应该继续增加，因为它是一颗巨大的气态行星，离太阳足够远，可以防止卫星被剥夺。

木星的卫星不一样。其中一些卫星具有天文学家喜欢谈论的特征，比如欧罗巴被活火山覆盖；欧罗巴上有一个隐藏的海洋，那里可能有外星生命；木卫二有火星的三分之二大，是整个太阳系最大的卫星。

这三颗卫星，连同木卫二，很可能是和木星一起形成的。这颗巨大的行星最初可能是一个由气体和尘埃组成的圆盘，逐渐演化成我们今天所知的气态巨行星。

当木星成形时，一些围绕它旋转的物质融合成伽利略在1610年发现的四颗卫星。土星可能推动了它们的形成。也有人推测早期的木星有更多的卫星，这些卫星逐渐被这颗巨大的行星所吸引和吸收。

还有一些卫星不一定与木星同时形成。科学家认为，木星的许多卫星最初是由于木星的引力而漂走的大块太空岩石。

木星卫星的行为也非常有趣。许多卫星与木星同向旋转，但也有相反的情况，包括12颗新卫星中的9颗。由于如此多的卫星朝不同的方向旋转，碰撞是不可避免的。卫星可能在碰撞过程中被摧毁。因此，当木星获得新的卫星时，它也失去了一些原来的卫星。