木星的自然卫星

截至 2023 年 2 月，木星擁有 95 顆已確認的天然衛星，是太陽系內擁有最多衛星系統的行星。當中最大的 4 顆，統稱伽利略衛星，由伽利略於 1610 年發現，這是首次發現（除了月球）不是圍繞太陽的天體。19 世紀末起，越來越多更小型的木星衛星被發現，並命名為羅馬神話中的諸神之王朱庇特（或同等的宙斯）的各位情人、傾慕者和女兒。

木星的衛星之中有 8 顆屬於規則衛星，它們沿幾乎呈正圓的順行軌道公轉，軌道相對木星的赤道面傾斜度近乎零。4 顆伽利略衛星的質量最大，足以形成近球體形狀。其餘 4 顆規則衛星的體積則小得多，軌道更接近木星，是木星環塵埃的主要來源。剩餘的 87 顆衛星都屬於不規則衛星，它們分別有順行和逆行軌道，距離木星較遠，軌道傾角和離心率都非常高。這類衛星都很可能是曾經圍繞太陽公轉，之後被木星所捕獲的天體。自 2003 年以來，共 38 顆已發現但未命名的不規則衛星。

## 特性

木星衛星的物理和軌道特性差異頗大。四顆伽利略衛星直徑超過 3000 公里，而木衛三甚至是太陽系中除了太陽和八大行星以外最大的天體。其餘衛星直徑都低於 250 公里，最小的直徑僅 1 公里。就算是伽利略衛星中最小的木衛二，也足足有其他衛星（不包括伽利略衛星）加起來的 5000 倍。軌道形狀的變化也極大：從近正圓到高離心率不等。另外，有的軌道方向和木星的自轉方向相反（逆行）。公轉週期也介乎 7 個小時（比木星自轉週期還短）到長達 3 年左右。

## 形成和發展

人們認爲木星的規則衛星形成於環行星盤 —— 類似於原行星盤的氣體及固體碎片環。這些物質可能是一顆在木星歷史早期形成的、質量與伽利略衛星相約的衛星的殘餘物。

類比顯示，環行星盤在任何時候都有著相對低的質量，每隔一段時間，從太陽星雲捕捉來的木星質量的一小部分就會經過環行星盤。然而，現有的衛星只需要木星質量百分之二的環行星盤質量便可解釋。這表示在木星的早期歷史中，可能經過了幾代與伽利略衛星質量相約的衛星。每一代衛星都因爲環行星盤的阻力而漸漸墮入木星，而從捕捉來的太陽星雲碎片則再形成新一代的衛星。當今天這一代（可能為第五代）形成的時候，環行星盤已經稀薄到不能對衛星的軌道造成很大的影響。現在的伽利略衛星仍然受到影響，並正在靠近木星。只有木衛一、木衛二和木衛三受到軌道共振的保護。而木衛三較大的質量表示它會比木衛一和木衛二更快靠近木星。

人們認爲，外圈的不規則衛星是被捕獲的路過的小行星。那時原衛星環的質量仍然足夠吸收小行星的動力並使其進入軌道。當中許多被突然的減速撕裂，有的之後被其他衛星撞散，從而形成今天我們見到的各個族群。

## 發現

第一個聲稱觀測到木星衛星的人是中國天文學家甘德於公元前 364 年。但兩千年之後 1609 年由伽利略・伽利萊作出的發現才是被世界公認肯定的。1610 年三月，他以一具 30 倍放大率望遠鏡觀測到了四顆大型伽利略衛星：木衛三、木衛四、木衛一和木衛二。直到 1892 年愛德華・愛默生・巴納德才發現木衛五。航海家號於 1979 年到達木星的時候，已經有 13 顆衛星被發現。木衛十八於 1975 年發現，但由於缺乏觀測數據而丟失了，直到 2000 年才尋回。1979 年，發現者號任務發現了 3 顆新的內圈衛星：木衛十六、木衛十五和木衛十四。

之後二十年都沒有新發現的衛星，但 1999 年十月和 2003 年二月期間，研究者們使用敏感的地面感應器發現了 32 顆。它們都是小型衛星，大多有著長、高離心率、逆行的軌道，直徑平均為 3 km（1.9 mi），其最大者也只有 9 km（5.6 mi）。相信這些衛星都是捕捉來的小行星或彗星，並有可能是某星體的碎片。可是我們真正對他們的認識還是很少。其後人們又發現了 14 顆衛星，但還未被確認。觀測到的木星衛星數目達到 63 顆。截至 2008 年，這個數目在太陽系各行星中居冠，然而額外可能存在著小衛星。在 2018 年 7 月，卡內基科學研究所在追蹤第九行星時意外發現多 12 顆衛星。2021 年 11 月 15 日，MPEC 正式宣布發現了一顆新衛星，這使得衛星數量增加至 80 顆。在 2021 年 11 月至 2023 年 1 月間，從 2003 年到 2018 年的檔案圖像調查中確認了更多的不規則衛星，以及謝柏德在 2021 年到 2022 年使用麥哲倫望遠鏡和斯巴魯望遠鏡進行的調查中發現 9 顆。截至 2023 年 2 月，木星的已知衛星總數到了 95 顆。

## 命名

木星的伽利略衛星在 1610 年發現後不久便由西門・馬里烏斯命名為埃歐（木衛一）、歐羅巴（木衛二）、蓋尼米德（木衛三）和卡利斯多（木衛四）。20 世紀之前，這些名稱並不受歡迎，取而代之的為「木衛一」、「木衛二」，或「木星的第一顆衛星」等諸如此類的稱號。這些名稱要到 20 世紀才被廣泛使用，而其餘新發現的衛星則仍待命名，並稱以其羅馬數字編號 V（5）至 XII（12）。1892 年發現的木衛五，被法國天文學家佛林馬利安首度稱爲阿曼爾提亞，非官方，但很流行。

直到 1970 年代，天文文學都直接使用衛星的羅馬數字編號。1975 年，國際天文聯合會（IAU）為木衛五至十三起名，並為日後發現的衛星提供正式的命名程序。規則是：新發現衛星的名稱須為神祇朱庇特（宙斯）的愛人和喜歡的人。而自 2004 年，命名規則擴大到以上人物的後代。木衛三十四之後的衛星都以朱庇特或宙斯的女兒命名。

有些小行星和木星衛星有相同的名稱：小行星 9、小行星 38、小行星 52、小行星 85、小行星 113 和小行星 239。國際天文聯合會將兩顆小行星（小行星 1036 和小行星 204）永久改名以避免衝突。

## 衛星群

### 規則衛星

分作兩群：

　
: * **內圈衛星群**或**阿曼爾提亞衛星群**：非常接近木星，包括木衛十六、木衛十五、木衛五和木衛十四。前兩者軌道公轉週期短於一個木星日，而後兩者分別為木星系中第五和第七大的衛星。觀測顯示，至少其最大成員木衛五，並不是在現有的軌道上形成的，而是在更遠的軌道上形成，或是被吸引過來的太陽系天體。這些衛星連同一些未發現的內圈小衛星維持著木星暗淡的環系統。木衛十六和木衛十五維持其主環，而木衛五和木衛十四維持稍暗的外環。

　
: * **主衛星群**或**伽利略衛星**：四顆大型衛星：木衛三、木衛四、木衛一和木衛二。它們的半徑比起任何矮行星都要長，而且論質量是太陽系中除太陽和八大行星之外最大的天體。木衛一至四分別為太陽系中第 4、第 6、第 1 和第 3 大的天然衛星。他們佔木星衛星總質量的 99.999%。木星的質量大約是伽利略衛星的 5000 倍。伽利略衛星連同木星內圈衛星群有著 1:2:4 的軌道共振。模型顯示它們源自木星形成之後低密度的氣體及塵埃盤中的慢速吸積，如木衛四的形成便經過了 1 千萬年。

### 不規則衛星

木星的不規則衛星基本上是較小的天體，並擁有較遠、傾角較大的的軌道。它們聚集成群，各群內的衛星均有相似的物理數據（半長軸、軌道傾角和離心率）和成分。相信有一部分是較大的小天體被木星吸引過來的小行星撞擊碎裂形成的。這些衛星群以其最大成員命名。它們的鑒別並不明確，以下列出較典型的衛星群：

* 順行衛星：

　
: * 木衛十八是不規則衛星中最靠近木星的一顆，並不屬於任何一個已知衛星群。
* **希瑪利亞群**的半長軸跨越 1.4 億米，軌道傾角跨越 1.6°（27.5 ± 0.8°），離心率介乎 0.11 至 0.25。有人提出它們是小行星帶天體碎裂的殘骸。
* 木衛六十二是順行衛星中最遠離木星的一顆，並不屬於任何一個已知衛星群。

* 逆行衛星

　
: * 木衛三十四是逆行衛星中最靠近木星的一顆，屬於阿南刻群。
* **加爾尼群**的半長軸只跨越 1.2 億米，軌道傾角跨越 1.6°（165.7 ± 0.8°），離心率介乎 0.23 至 0.27。其成員的顔色十分一致（淺紅），相信源自 D - 型小行星，可能是一顆木星的特洛依衛星。
* **阿南刻群**範圍較廣，半長軸跨越 2.4 億米，軌道傾角跨越 8.1°（145.7° 至 154.8°），離心率介乎 0.02 至 0.28。大部分成員呈灰色，相信是被捕獲的小行星的碎片。
* **帕西法爾群**分佈較散，半長軸跨越超過 1.3 億米，軌道傾角為 144.5° 至 158.3°，離心率介乎 0.25 和 0.43。其成員的顔色也有明顯的差異（從紅到灰），很可能是多重撞擊的結果。木衛九常被歸於此類，呈紅色，若考慮它較突出的軌道傾角，它可能是獨立被引力捕獲的。木衛八和木衛九位於與木星的長期共振區域內。
* 木衛四十九為最外圍的木星衛星，屬於帕西法爾群。

## 列表

以下為木星衛星列表，默認以軌道順序排列。質量足夠大而能坍縮成近球體的衛星以粗體列出。底色為白色的為內圈衛星，紫色為伽利略衛星，淺灰為順行衛星，深灰為逆行衛星。

## 參見

* 伽利略衛星
* 木星環
* 各大行星的衛星：月球、火星的衛星、土星的衛星、天王星的衛星、海王星的衛星

## 備註

## 參考資料

## 外部連結

* Jupiter's Moons （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（美國國家航空暨太空總署太陽系探索網 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）上有關木星衛星的網頁）
* 43 more moons orbiting Jupiter （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（再發現 43 顆木星衛星）2003 年舊金山紀事報的一份報導
* 有關木星系統的論文檔案庫 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 木衛系統類比 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）