木卫一
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發現 | |||||||
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發現者 | 伽利略 馬里烏斯 |
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發現日期 | 1610年1月7日 | ||||||
軌道根數 | |||||||
平均半徑 | 421,700 km (0.002819 AU) | ||||||
離心率 | 0.0041 | ||||||
近地點 | 420,000 km (0.002807 AU) | ||||||
遠地點 | 423,400 km (0.002830 AU) | ||||||
公轉週期 | 1.769137786 天 (152,853.5047 秒) | ||||||
軌道周長 | 2,649,600 km (0.018 AU) | ||||||
公轉速度 | 最快: 17.406 km/s 平均: 17.334 km/s 最慢: 17.263 km/s |
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軌道傾科角 | 2.21° (黃道夾角) 0.05° (木星赤道夾角) |
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所屬行星 | 木星 | ||||||
物理性質 | |||||||
平均直徑 | 3642.6 km (地球的0.286倍) (3660.0×3637.4×3630.6 km) |
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表面積 | 41,910,000 km2 (地球的0.082倍) | ||||||
體積 | 2.53×1010 km3 (地球的0.023倍) | ||||||
質量 | 8.9319×1022 kg (地球的0.015倍) | ||||||
平均密度 | 3.528 g/cm3 | ||||||
表面重力 | 1.79 m/s2 (0.183 g) | ||||||
逃逸速度 | 2.6 km/s | ||||||
自轉週期 | 與公轉同步 | ||||||
赤道轉速 | 271 km/h | ||||||
自轉軸傾角 | 0 | ||||||
反照率 | 0.63 | ||||||
表面溫度 |
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大氣資料 | |||||||
大气压 | 極微量 | ||||||
二氧化硫 | 90% |
木衛一,是木星四顆伽利略衛星之一,也是距離木星最近的大型衛星。其英文名稱“艾奧” (Io) 取自古希臘神話中的同名人物,她是眾神之首宙斯的愛人之一。
木衛一的命名“艾奧”最初是由其發現者之一西門·馬里烏斯 (Simon Marius) 提議的,但當時其名稱和其他伽利略衛星一樣,未被廣泛採用,那時的天文著作是把它稱為“Jupiter I”或“木星的一號衛星”,直至二十世紀中期,其名稱開始在西方語言的天文著作上得以廣泛使用。而中文則由於沒有統一成文的譯名,至今仍流行使用編號。
目录 |
[编辑] 火山活動
木衛一是太陽系眾多天體中,火山活動最為活躍及頻繁的。與地球相似的是,木衛一火山噴發的物質主要為硫磺及二氧化硫。人們原先認為木衛一表面上的熔岩流含有大量的硫,但現在則認為它們是融化了的矽酸鹽岩石,與地球的相似。
火山喷发的能量可能来自于艾奥、木星、以及木星的其他两个卫星、木卫二(欧罗巴)和木卫三(盖尼米得)之间的潮汐力。这三颗卫星锁定在拉普拉斯共鸣轨道上,即每木卫一盘旋两次,木卫二盘旋一次;每木卫二盘旋两次,木卫三盘旋一次。虽然木卫一总是以一面对着木星,但木卫二和木卫三让其产生轻微的摇摆。这种摇摆力量作用在艾奥上使其弯曲达100米,并且通过内部摩擦力产生热量。
木衛一火山的噴發物可以射至極高處,離表面可達300公里以上,在噴發出的一刻,其速度可達每秒一公里。此外,火山活動也是經常性發生變化,在航行者一號和航行者二號太空船於不同時間經過木星時,發現一些火山停止噴發,另一些開始噴發,而火山口堆積的噴發物也隨時間而改變。
另一方面,木衛一環繞木星旋轉,會穿越木星強大的磁場,並產生電流,雖然其電能沒有由潮汐加熱所產生的能量般高,但其電流功率仍可高達一兆瓦,電勢差也有40萬伏。此外,該強大電流也使木衛一每秒流失近1000公斤的離子。隨著木星磁場不停地旋轉,這些離子也沿著木衛一的軌道,排成像水泡般的形狀,並釋出強大的紫外線輻射。一些從水泡中逃脫出來的離子,間接地加大了木星的磁氣圈。根據伽利略號探測船傳回地球的資料,木衛一可能也擁有自己的磁場。
木衛一在公轉軌道不同的位置上,在地球上能探測得來自木星的射電信號會出現變化。當木衛一走到木星前方,人們能夠以望遠鏡觀測時,木星的射電信號會出現增加。
2001年2月,人們錄得木衛一發生有記錄以來,全太陽系最大型的火山爆發[1]。
[编辑] 物理特性
與不少外太陽系的衛星不同,木衛一與類地行星有不少相似的地方,其表層由矽酸鹽熔岩所構成,根據伽利略號所觀測的數據中,它的內核可能由硫化鐵所組成,其半徑估計最少有900公里。
人們以前一直認為,木衛一表面定擁有不少環形山,憑著它們的分佈密度,可估計月球的年齡。可是從航行者一號於1979年傳回地球的照片中,木衛一表面的環形山並不多,並非如人們所想,這是因為其火山活動使它的地形不斷改變。於是,人們便把它不斷更新的表面看成是「年輕」的,因為這些地形是新近形成;相反,月球表面滿佈隕石坑,並保留了數十億年,人們便把月球的表面看成是「年老」的。
除了火山外,木衛一其他的景觀,計有一些普通的山脈、溶化硫湖泊、深度達數百公里的破火山口,以及長達數百公里的低黏度液體在流動,可能是液態硫或是矽酸鹽。此外,木衛一的硫磺及其化合物擁有多種不同的顏色,形成了它獨特多變的外觀。
科學家從兩艘航行者太空船傳回的多張照片作出分析,相信木衛一表面的熔岩流,主要由融化了的硫化物所組成。但是從地面的紅外線研究結果中,測得木衛一熱點的溫度可高達2000K,比硫的沸點還要高出1300K,因此有指這些熔岩不太可能是硫,木衛一的整體平均溫度為130K,比熱點溫度低得多,而最新的理論也指出那些熔岩流是由矽酸鹽組成。根據近期哈勃太空望遠鏡的觀測結果,這些物質可能富含金屬元素鈉,在不同地方也可能含有不同的物質。
木衛一擁有極稀薄的大氣,主要成分是二氧化硫。
其他伽利略衛星均擁有固態水,木衛一所含的水卻極少,人們認為是早期的木星溫度很高,其熱力可以蒸發木衛一上的水,但其他大型衛星的水則不足以蒸發。
[编辑] 科幻小說中的木衛一
在亞瑟·克拉克的小說《2010太空漫遊》(2010: Odyssey Two, 1984年作品)中,提及發現號太空船對木衛一進行觀測,其船身被火山所噴出的硫磺所覆蓋。
在電視連續劇《巴比倫五號》(Babylon 5)中,木衛一是其殖民地之一。
[编辑] 参见
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