憑啥你的小弟這麼多？木星：我會吸星大法啊！

木星是太陽系最大的行星，也是人類迄今為止發現的天然衛星最多的行星，儼然一個小型太陽系。2018年7月18日，國際天文學聯合會（IAU）證實，美國卡內基科學研究所的斯科特·謝潑德（Scoot S. Sheppard）的團隊，發現了12顆木星的新衛星，木星衛星的總數上升到了驚人的79顆。

新發現的12顆木星衛星及其軌道（紅色、藍色、綠色）。圖片來源：Wikipedia

古人早就已經知道了它的存在，羅馬人以他們的眾神之王朱庇特（Jupiter）來稱呼稱這顆行星。在我們中國，古代則稱木星為歲星，因為它繞行天球一周的時間為12年，與地支相同。到了西漢，《史記·天官書》中，司馬遷在實際觀測中發現歲星呈青色，故而與「五行」聯繫在一起，正式把它命名為木星。

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木星（紅色）每11.8個地球年環繞太陽（中心）一圈（藍色為地球軌道）。圖片來源：Wikipedia

400多年前，伽利略第一次將望遠鏡指向天空，現代天文學誕生了。通過望遠鏡，伽利略發現月亮原來並不像我們想像中那樣美麗，上面有著數不盡的大坑；銀河不是天上的河流，而是由一顆顆真實的繁星點綴而成。在眾多的發現中，就有木星的四顆衛星。

木星的四顆伽利略衛星。圖片來源：NASA

伽利略讓那個年代的人們，第一次認識到原來並不是只有地球有衛星，我們也是這個宇宙中普通平常的一分子。為了紀念這個偉大的發現，木衛一、木衛二、木衛三、木衛四這四顆衛星也被稱為伽利略衛星。

伽利略向威尼斯總督展示望遠鏡的油畫。圖片來源：Wikipedia

捕星高手

因質量巨大，木星捕獲了許多臨近的小天體。自伽利略之後，望遠鏡越做越大，分辨本領越來越高。然而，木星的第五顆衛星（木衛五），直到1892年才被美國天文學家巴納德發現。在這之後，陸續有被新發現的木星衛星，數量一直緩慢增長著。

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朱諾號探測器捕捉的木星和伽利略衛星圖像。圖片來源：NASA

隨著照相技術的發展，以及旅行者1號與旅行者2號探測器的到訪，木星的衛星數量上升至了16顆。20世紀80年代到90年代這二十多年裡，沒有更多的衛星被天文學家觀測到，很多的天文書籍和課本里，木星的衛星數目都定格在這個數字上。

十英寸望遠鏡拍攝木星及其衛星。圖片來源：wikipedia

1999年10月至2016年，科學家通過高靈敏度的探測器發現並命名了另外51顆衛星，這使得木星衛星的總數達到了驚人的67顆，坐實了行星大哥的位置。

不光個頭大，小弟還多呢！圖片來源：Wikipedia

抓出「真」衛星

斯科特·謝潑德團隊發現了12顆木星新衛星，使得木星衛星的總數上升到了驚人的79顆，這對那些一直致力於探尋太陽系外星球的天文學家們來說，無疑是一個巨大的驚喜。

美國天文學家斯科特·謝潑德，曾發現了木星、土星、天王星、海王星的諸多衛星。圖片來源：carnegiescience.edu

我們早已熟知木星的位置和運行軌跡，任何在它附近，以同樣速度、同樣方向移動的物體都可以作為它衛星的候選人。聽上去衛星的搜索似乎很簡單，但在實際操作中，這其實是一個非常耗時的過程。科研人員必須對這些候選目標進行進行數月甚至數年的觀測，不斷排除其他小天體對結果的干擾，才能最終把真正的衛星抓出來。

逆行軌道

不論是炙熱的太陽，還是行星、小行星等這些圍繞太陽公轉的天體，最早都是起源於同一片由氣體和塵埃組成的分子雲中。因為某些擾動，原行星盤上的物質開始收縮旋轉，逐漸形成了現在的太陽系。也正是因為初始的旋轉方向是確定的，所以太陽系內絕大多數天體的公轉方向都是自西向東的。

原行星盤想像圖。圖片來源：Wikipedia

然而，偏偏有一些行星的衛星特立獨行，圍繞行星公轉的方向並非自西向東，而是自東向西，這便是所謂的逆行軌道。科學家發現，這12顆衛星中，竟然有9顆都位於木星的逆行軌道。而且，木星的大部分已知的衛星是逆行的。

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12顆新發現衛星軌道，9顆「逆行」（紅色軌道）。圖片來源：sciencealert

造成這樣的原因眾說紛紜。有些科學家認為，處於逆行軌道的衛星，並非在行星形成初期就來到了木星的身邊。隨著木星的不斷成長，巨大的引力將周圍的很多小行星、彗星捕獲到自己的地盤。這些小天體大多個頭不大，被木星捕獲的時候，角度和速度也不盡相同。這種觀點得到了更多人的認同

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逆行軌道:衛星(紅色)的運行方向與主星(藍色/黑色)的旋轉方向相反。圖片來源：Wikipedia

有的順時針圍繞木星旋轉，自然也有的逆時針轉，一些運氣不好的傢伙甚至會直接與木星相撞，被直接吞沒（如蘇梅克-列維九號彗星）。當然，一些衛星也可能是來源於木星某個個頭較大的衛星，大的衛星因為某些原因炸碎成了很多個小塊，繞轉方向自然也就不相同了。

哈伯太空望遠鏡於1994年5月17日拍攝到的蘇梅克-列維九號彗星照片。圖片來源：Wikipedia

註：這裡提到的逆行軌道不同於「行星逆行」，後者指的是由於內行星的公轉周期快於外行星，當內行星周期性超越外側行星時，看起來外行星的移動方向與平時相反。

奇怪的傢伙

在這些新發現的衛星中，有一顆衛星引起了科學家們的注意，它的軌道完全不同於木星的其他衛星，名叫Valetudo（希臘女神許癸厄亞的羅馬名字）。

Valetudo（許癸厄亞的羅馬名字），希臘神話中代表健康和純潔的女神，朱比特的外孫女。圖片來源：Wikipedia

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謝潑德團隊認為，Valetudo可能是一個更大的衛星的碎片，是在一次被一個更大的逆行衛星碰撞的過程中掉落的。科學家們感到好奇的不僅僅是它的軌道，同時也驚嘆於這顆衛星的質量竟然如此之小。如果Valetudo形成的更早一些，她有可能會被木星形成初期表面的氣體和塵埃拖慢速度，然後直接被木星吞噬。這麼小的衛星依然存在著，說明了它形成的時候，這些氣體和灰塵早就已經不復存在了。

木星的構造模型，液態金屬氫覆蓋著內部深處的岩石核心。圖片來源：wikipedia

新衛星的發現，讓我們有機會進一步了解龐大的木星家族，也同樣為我們提供了關於太陽系形成的新信息。在晴朗的夏季，拿上心愛的望遠鏡，對準南方夜空天秤座裡面最亮的那顆星，也許你也能發現不一樣的風景。

軟體模擬的夏季星空，你找到木星了嗎？圖片來源：stellarium

編輯：栗子先生、張帥琰

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