木星の衛星

本項では、木星の衛星（もくせいのえいせい）について述べる。2023年2月26日現在知られている木星の衛星の総数は95個で、そのうち57個が命名されている。太陽系の惑星の中では土星に次いで2番目に報告された衛星の総数が多い。また、未発見の小さな衛星が存在する可能性もある。 1999年以降に発見された衛星の多くは長楕円軌道だったり、逆行していたりする。これらは直径が平均 3 km 、最大のものでも 9 km 足らずで、木星に捕獲された太陽系小天体だと思われるが、これらについてはごくわずかなことしか知られていない。 1610年に、木星の最初の衛星4個（ガリレオ衛星）が発見された。それから4世紀の間に、地上からの観測でさらに衛星9個が発見された。 1975年にテミストが発見されたが、軌道を確定する十分な観測がないまま見失われた。 1979年にボイジャー1号が3つの衛星を発見し、衛星の総数は16個となった（テミストを除く）。 1999年10月6日に小惑星探査プロジェクトのスペースウォッチにより小惑星「1999 UX18」が発見されたが、やがて実は木星の新衛星だったことが判明した。この衛星はカリロエと命名された。 2000年の11月23日から12月5日にかけ、スコット・S・シェパードとデヴィッド・C・ジューウィットに率いられたハワイ大学のチームが木星の小さな衛星の組織的な捜索を始めた。同チームはマウナケア天文台群にある13基の望遠鏡のうち2つ（1つは日本のすばる望遠鏡）に世界最大級のCCDカメラを取り付け、2000年だけでテミストの再発見を含む衛星11個を発見した。ディアについては存在を疑問視する意見もあったが、2010年から2011年にかけての観測で存在が確定された。 2001年12月9日から11日の捜索では11個、2002年にはわずか1個だったが、2003年2月5日から9日の捜索でさらに衛星23個が発見された。 2010年9月7日にS/2010 J 1、翌9月8日にはS/2010 J 2という新衛星2個が発見された。公転周期はJ1が約2年、J2が約1.6年とされる。 2011年9月27日、チリ・ラスカンパナス天文台のマゼラン望遠鏡で、木星に新たな2つの衛星が周回していることが撮影された。それぞれS/2011 J 1とS/2011 J 2と仮符号が付けられた。この2つの新衛星は不規則衛星に分類される逆行衛星群の一部で、木星からの距離が遠く、公転軌道も傾斜した楕円状という。衛星直径はいずれも1キロほどで、公転周期はそれぞれJ1が約580日、J2が約726日。 2017年、スコット・S・シェパードらの率いるカーネギー研究所のチームは、チリのセロ・トロロ汎米天文台で冥王星以遠の惑星を探索したが、偶然木星も観測範囲内にあったために合わせて衛星を探索することとし、この結果12個の衛星が確認された。これらの発見は、2017年7月2日に2個、2018年7月17日に10個が小惑星センターを通して公表された。この中には、3つの逆行衛星群を横切って順行するバレトゥードーも含まれる。これによって木星の衛星は79個となった。 2021年6月初旬、アマチュア天文家の Kai Ly がカナダ・フランス・ハワイ望遠鏡によって撮影されていた画像の中にまだ未発見の衛星が写っているかもしれないと思い分析を行っていたところ、2003年2月に撮影された画像の中に木星の80番目の衛星が写っていたことを発見した。その後、同年11月15日に公表された小惑星電子回報 (Minor Planet Electronic Circular) にて正式にS/2003 J 24と命名された。 一般に惑星の衛星は、離心率や軌道傾斜角が小さい規則衛星と、それらが大きい不規則衛星に分けられる。木星の衛星では、内側の8つが規則衛星である。また、内側の21個は順行衛星、それ以外は逆行衛星である。逆行衛星は、捕獲された小天体だと考えられている。なお、古くに名づけられた衛星や特殊な軌道を持つ衛星を除き、順行衛星は語尾が‐a、逆行衛星は語尾が‐eと名づけるよう決められている。 1979年のボイジャーによる発見からしばらくの間、知られていた16の衛星は4個ずつ4つのグループ（内部群、ガリレオ衛星、ヒマリア群、外部逆行群）に整然と分けられていた。しかし1999年以降、新しい小さな衛星が多数発見されたことで分類は複雑になった。現在発見されている衛星は、7つの主なグループと、いくつかの孤立した衛星に分けられている。 アマルテア群（内部群） 直径200 km以下、軌道半長径20万 km以下、軌道傾斜角0.5°以下の4つの小さい衛星。現在の位置で形成されたのではなく、外から取り込まれたものであるとの報告がある。 ガリレオ群（ガリレオ衛星） 軌道半長径が20万 kmから400万 kmの、ガリレオ・ガリレイによって発見された4つの大きな衛星（いくつかは太陽系で最大級）。 ヒマリア群 軌道半長径が1100万 - 1200万 km、軌道傾斜角が1.6°という狭い範囲（27.5°±0.8°）に「密集」している。離心率は0.11から0.25と幅広い。 カルポ群 軌道長半径が1700万 km前後、軌道傾斜角が50°強。長らくカルポにしか見られない独自の軌道であるとされてきたが、S/2018 J 4 の発見により、スコット・S・シェパードはこの2つを併せて独自の衛星群として扱っている。しかし、両者の軌道長半径と軌道傾斜角は似通っているが、離心率には大きな差がある。 アナンケ群 軌道半長径が平均2127万6000 km、軌道傾斜角が149.0°±0.5°、離心率が0.216 - 0.244の、境界が明瞭でないグループ。 カルメ群 軌道半長径が平均2340万4000 km、軌道傾斜角が165.2°±0.3°、離心率が0.238 - 0.272（S/2003 J10は例外的に大きな離心率を持つ）のグループ。 パシファエ群 軌道半長径が平均2362万4000 km、軌道傾斜角が151.4°±6.9°、離心率が0.156 - 0.432（最も大きく分散していることに注意）。 アマルテア群、ガリレオ群以外のグループは、それぞれ共通の起源を持つと考えられている。 (1)：IAU-MPC（国際天文学連合小惑星センター）が提供する 衛星位置推算暦のμ値を用いて軌道半長径から計算した。 (2)：NASAジェット推進研究所の発表による。 (3)：テミストから外側については、IAU-MPCが提供する衛星位置推算暦による。 (4)：木星の赤道に対する傾斜角。メティスからカリストまでについてはIAUとIAG（国際測地学協会）の合同ワーキンググループが採用した数値から、それ以外についてはIAU-MPCが提供する衛星位置推算暦の値から計算した。 アマルテア (Jupiter V) からレダ (Jupiter XIII) までは1975年に国際天文学連合 (IAU) によって正式に命名されたが、このうちVIからXIIまでについてはそれまで現在の名称とは違う名が付けられていた。それらは当時の天文年鑑にも掲載されており、一種の非公式な仮称として用いられていたと思われる。 これらの仮称の多くにはゼウス（木星）が長であるオリンポス神族の名が使われており、クロノス（土星）が長であるティターン神族の名が土星の衛星に使われたのに対応していた。しかし、以前に名づけられていた小惑星の名と重複していたため、重複しない名前がIAUにより選ばれた。 木星は、その強い重力で彗星を一時的に捕獲し、衛星にすることがある。この中で最も著名なのは、1994年に衝突した衛星、シューメーカー・レヴィ第9彗星である。木星の周回軌道に乗っていることが実際に観測されたのはこの彗星のみだが、ほかにも軌道計算により、以下のような彗星が衛星になったと見られている。 串田・村松彗星（1949年 - 1961年） シューメーカー・レヴィ第9彗星（1960年代 - 1994年衝突） ゲーレルス第3彗星（1966年 - 1974年） ヘリン・ローマン・クロケット彗星（1967年 - 1985年） ラーゲルクヴィスト彗星 (P/1996 R2)（1983年 - 1993年） X星 1965年の映画『怪獣大戦争』に登場。13番目の衛星という設定（公開当時に発見されていた衛星は12個）。