伽利略首次发现木星四颗卫星并为哥白尼理论提供证据,木卫二因潜在生命适宜性成未来探测重点输出格式xxxx输出样例我国首架ARJ21-700货机飞抵杭州,并完成补充合格审定工作

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美国国家航空航天局(NASA) 2025-01-08

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1610 年 1 月 7 日,意大利天文学家伽利略·伽利莱通过他新改进的 20 倍自制望远镜观察木星。他注意到木星附近还有另外三个光点,起初以为它们是遥远的恒星。经过几个晚上的观察,他注意到它们似乎相对于背景恒星朝着错误的方向移动,它们仍然在木星附近,但彼此之间的相对位置发生了变化。四天后,他在木星附近观察到了第四个光点,其行为也同样不同寻常。到 1 月 15 日,伽利略正确地得出结论,他发现了四颗围绕木星运行的卫星,为哥白尼理论提供了有力证据,即大多数天体并不围绕地球旋转。  

1610 年 3 月,伽利略在《星际信使》一书中发表了他对木星卫星和其他天体观测的发现。作为木星卫星的发现者,伽利略拥有木星卫星的命名权。他提议以他的赞助人美第奇家族的名字来命名这些卫星,而天文学家在 17 世纪的大部分时间里都称它们为美第奇之星,尽管伽利略在自己的笔记中用罗马数字 I、II、III 和 IV 来指代它们,以它们与木星的距离为顺序。天文学家仍然将这四颗卫星称为伽利略卫星,以纪念它们的发现者。  

1614 年,德国天文学家约翰尼斯·开普勒建议用与木星有关的神话人物来命名卫星,即木卫一、木卫二、木卫三和木卫四,但他的想法在 200 多年后才流行起来。直到 1892 年,美国天文学家 EE 巴纳德发现了木星的第五颗卫星阿玛尔忒亚,它比伽利略卫星小得多,轨道也比木卫一更靠近木星,科学家们才发现了更多的木星卫星。这是太阳系中最后一颗通过目视发现的卫星——所有后续发现都是通过摄影或数码成像进行的。截至今天,天文学家已经发现了95 颗围绕木星运行的卫星。

尽管每颗伽利略卫星都有其独特之处,例如木卫一的火山、木卫四布满陨石坑的表面以及木卫三的磁场,但科学家们更关注木卫二,因为它可能适合生命生存。20 世纪 70 年代,美国宇航局的先驱者 10 号11 号以及旅行者 1 号2 号航天器在飞越木星时拍摄了包括木卫二在内的大型卫星的越来越详细的图像。照片显示,木卫二拥有太阳系中所有物体中最光滑的表面,表明其地壳相对年轻,同时也是所有卫星中最明亮的卫星之一,表明其表面反射率很高。这些特征使科学家们推测木卫二被漂浮在地下咸海上的冰壳覆盖。他们进一步假设,木星引力引起的潮汐加热会以融化和冻结的循环重新形成表面冰层。   

美国宇航局的伽利略号太空飞船在 1995 年至 2003 年间绕木星运行,与木卫二进行了 11 次近距离接触,该飞船通过更详细的观测发现,木卫二表面的长线状特征可能表明存在潮汐或构造活动。裂缝沿线和表面其他地方的斑点中的红褐色物质可能含有从地壳下方运输过来并经过辐射改变的盐和硫化合物。哈勃太空望远镜的观测和对伽利略号图像的重新分析揭示了可能从木卫二地壳下方发出的羽状物,这为这一假设提供了可信度。虽然这种物质的确切成分尚不清楚,但它可能为木卫二是否适合生命生存提供线索。   

未来的木卫二机器人探测器或将解答有关这颗独特木星卫星的一些悬而未决的问题。美国宇航局的木卫二快船于 2024 年 10 月启程,开始为期 5.5 年的木星之旅。该航天器于 2030 年抵达木卫二后,将进入绕行这颗巨行星的轨道,并在四年的任务期间对木卫二进行 49 次飞越。木卫二快船由加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室和马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯大学的应用物理实验室管理,将携带九种仪器,包括成像系统和雷达,以更好地了解冰壳的结构。木卫二快船的数据将补充欧洲航天局的 JUICE(木星冰卫星探测器)航天器返回的信息。JUICE 于 2023 年 4 月发射,将首先于 2031 年进入木星轨道,然后于 2034 年进入木卫三轨道。该航天器还计划与木卫二快船的研究相辅相成。这两艘航天器将极大地增进我们对木卫二的了解,或许还能揭开新的谜团。 

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