Jupiter kallades på lämpligt sätt av romarna, som valde att namnge den efter gudarnas kung. Hittills har 67 naturliga satelliter upptäckts runt gasjätten, och mer kan vara på väg.
Jupiters månar är så många och så olika att de delas upp i flera grupper. Först finns det de största månarna kända som Galileerna, eller huvudgruppen. Tillsammans med den mindre inre gruppen utgör de Jupiters regelbundna satelliter. Bortom dem finns det de många oregelbundna satelliter som cirklar planeten, tillsammans med dess skräpringar. Här är vad vi vet om dem ...
Upptäckt och namngivning:
Genom att använda ett teleskop av sin egen design, som möjliggjorde 20 x normal förstoring, kunde Galileo Galilei göra de första observationerna av himmelkroppar som inte var synliga för blotta ögat. 1610 gjorde han den första inspelade upptäckten av månar som kretsade kring Jupiter, som senare blev känd som de galileiska månarna.
Då observerade han bara tre föremål, som han trodde var fasta stjärnor. Mellan januari och mars 1610 fortsatte han dock att observera dem och noterade också en fjärde kropp. Med tiden insåg han att dessa fyra kroppar inte uppträdde som fasta stjärnor och faktiskt var föremål som kretsade om Jupiter.
Dessa upptäckter bevisade vikten av att använda teleskopet för att visa himmelsföremål som tidigare hade förblivit osynliga. Ännu viktigare var att genom att visa att andra planeter än Jorden hade sitt eget satellitsystem gav Galileo ett betydande slag mot universumets Ptolemaiska modell, som fortfarande var allmänt accepterad.
Galileo sökte beskydd av storhertigen av Toscana, Cosimo de Medici, och började först tillåtelse att namnge månarna ”Cosmica Sidera” (eller Cosimos stjärnor). Enligt Cosimos förslag ändrade Galileo namnet till Medicea Sidera (”medicinstjärnorna”) och hedrade Medici-familjen. Upptäckten tillkännagavs i Sidereus Nuncius (”Starry Messenger”), som publicerades i Venedig i mars 1610.
Men den tyska astronomen Simon Marius hade oberoende upptäckt dessa månar samtidigt som Galileo. Efter Johannes Keplers beteende uppkallade han månarna efter älskarna av Zues (den grekiska motsvarigheten till Jupiter). I hans avhandling med titeln Mundus Jovialis (”Jupiters värld”, publicerad 1614) Han gav dem namnet Io, Europa, Ganymede och Callisto.
Galileo vägrade ständigt att använda Marius namn och uppfann istället numreringsschemat som fortfarande används idag, tillsammans med riktiga månnamn. I enlighet med detta schema tilldelas månar nummer baserat på deras närhet till sin moderplanet och ökar med avstånd. Följaktligen betecknades månarna från Io, Europa, Ganymede och Callisto som Jupiter I, II, III respektive IV.
Efter att Galileo gjorde den första inspelade upptäckten av Main Group upptäcktes inga ytterligare satelliter under nästan tre århundraden - inte förrän EE Barnard observerade Amalthea 1892. Det var faktiskt inte förrän på 1900-talet och med hjälp av teleskopfotografering och andra förfiningar, att de flesta av de joviska satelliterna började upptäckas.
Himalia upptäcktes 1904, Elara 1905, Pasiphaë 1908, Sinope 1914, Lysithea och Carme 1938, Ananke 1951 och Leda 1974. När Voyager rymdprober nådde Jupiter omkring 1979 hade 13 månar upptäckts, medan Voyager själv upptäckte ytterligare tre - Metis, Adrastea och Thebe.
Mellan oktober 1999 och februari 2003 fann forskare som använde känsliga markbaserade detektorer och kallade senare ytterligare 34 månar, varav de flesta upptäcktes av ett team under ledning av Scott S. Sheppard och David C. Jewitt. Sedan 2003 har ytterligare 16 månar upptäckts men ännu inte namngivits, vilket ger det totala antalet kända månar av Jupiter 67.
Även om de galileiska månarna kallades kort efter deras upptäckt 1610, föll namnen på Io, Europa, Ganymede och Callisto till fördel fram till 1900-talet. Amalthea (alias Jupiter V) kallades inte så förrän en inofficiell konvention ägde rum 1892, ett namn som först användes av den franska astronomen Camille Flammarion.
De andra månarna, i majoriteten av astronomisk litteratur, märktes helt enkelt av deras romerska siffror (dvs Jupiter IX) fram till 1970-talet. Detta började 1975 när Internationella astronomiska unionens (IAU) uppgiftsgrupp för yttre solsystemnomenklatur beviljade namn till satelliter V – XIII och därmed skapade en formell namnprocess för alla framtida satelliter som upptäcktes. Övningen var att namnge nyupptäckta månar av Jupiter efter älskare och favoriter av guden Jupiter (Zeus); och sedan 2004, också efter deras ättlingar.
Vanliga satelliter:
Jupiters vanliga satelliter heter så att de har prograbanor - dvs de går i samma riktning som rotationen på planeten. Dessa banor är också nästan cirkulära och har en låg lutning, vilket betyder att de går i närheten av Jupiters ekvator. Av dessa är de galileiska månarna (aka Main Group) de största och mest kända.
Dessa är Jupiters största månar, för att inte tala om solsystemets fjärde, sjätte, första respektive tredje största satelliter. De innehåller nästan 99,999% av den totala massan i omloppsbana runt Jupiter och omloppsbana mellan 400 000 och 2 000 000 km från planeten. De är också bland de massivaste föremålen i solsystemet, med undantag av solen och de åtta planeterna, med större radier än någon av dvärgplaneterna.
De inkluderar Io, Europa, Ganymede och Callisto och upptäcktes alla av Galileo Galilei och namnges till hans ära. Namnen på månarna, som härstammar från älskare av Zeus i grekisk mytologi, föreskrevs av Simon Marius strax efter att Galileo upptäckte dem 1610. Av dessa är den innersta Io, som är uppkallad efter en prästinna i Hera som blev Zeus "älskare.
Med en diameter på 3 642 kilometer är det den fjärde största månen i solsystemet. Med över 400 aktiva vulkaner är det också det mest geologiskt aktiva objektet i solsystemet. Ytan är prickad med över 100 berg, av vilka några är högre än jordens Mount Everest.
Till skillnad från de flesta satelliter i det yttre solsystemet (som är täckt med is) består Io huvudsakligen av silikatberg som omger en smält järn eller järnsulfidkärna. Io har en extremt tunn atmosfär som huvudsakligen består av svaveldioxid (SO)2).
Den andra innersta galileaska månen är Europa, som tar sitt namn från den mytiska fönikiska adelskvinnan som var uppvaktad av Zeus och blev drottningen av Kreta. Vid 3121.6 kilometer i diameter är det den minsta av galileerna och något mindre än månen.
Europas yta består av ett vattenlager som omger manteln som tros vara 100 kilometer tjockt. Den översta sektionen är fast is medan botten antas vara flytande vatten, vilket görs varmt på grund av värmeenergi och tidvattenböjning. Om det är sant, är det möjligt att utomjordiskt liv kan existera i detta hav under jord, kanske nära en serie djuphavets hydrotermiska ventiler.
Europas yta är också en av de smidigaste i solsystemet, ett faktum som stöder idén om flytande vatten som finns under ytan. Bristen på kratrar på ytan tillskrivs att ytan är ung och tektoniskt aktiv. Europa är främst tillverkat av silikatsten och har troligen en järnkärna och en svag atmosfär som består främst av syre
Nästa upp är Ganymede. Vid 5262,4 kilometer i diameter är Ganymede den största månen i solsystemet. Medan den är större än planeten Merkurius, betyder det att det är en isig värld att den bara har hälften av Merkurius massa. Det är också den enda satelliten i solsystemet som är känt för att ha en magnetosfär, sannolikt skapad genom konvektion i den flytande järnkärnan.
Ganymedes består främst av silikatrock och vattenis, och ett saltvattenhav tros befinna sig nästan 200 km under Ganymedes yta - även om Europa fortfarande är den mest sannolika kandidaten för detta. Ganymede har ett stort antal kratrar, de flesta är nu täckta med is, och har en tunn syreatmosfär som inkluderar O, O2och eventuellt O3 (ozon) och en del atomväte.
Callisto är den fjärde och längsta galileiska månen. Med en diameter på 4820,6 kilometer är den också den näst största av Galileerna och den tredje största månen i solsystemet. Callisto är uppkallad efter dotter till Arkadian King, Lykaon och en jaktkamrat till gudinnan Artemis.
Sammansatt av ungefär lika stora mängder sten och is är det den minst täta av galileerna, och undersökningar har visat att Callisto också kan ha ett inre hav på djup större än 100 kilometer från ytan.
Callisto är också en av de mest kratrade satelliterna i solsystemet - den största är den 3000 km breda bassängen som kallas Valhalla. Det är omgivet av en extremt tunn atmosfär som består av koldioxid och förmodligen molekylärt syre. Callisto har länge betraktats som den mest lämpliga platsen för en mänsklig bas för framtida utforskning av Jupitersystemet eftersom det är längst från den intensiva strålningen från Jupiter.
Den inre gruppen (eller Amalthea-gruppen) är fyra små månar som har diametrar på mindre än 200 km, omloppsbana vid radier mindre än 200 000 km och har bana lutningar på mindre än en halv grad. Dessa grupper inkluderar månarna från Metis, Adrastea, Amalthea och Thebe.
Tillsammans med ett antal osynliga inre månmånor, fyller och underhåller dessa månar Jupiters svaga ringsystem - Metis och Adrastea hjälper Jupiters huvudring, medan Amalthea och Thebe upprätthåller sina svaga ytterringar.
Metis är den närmaste månen till Jupiter på ett avstånd av 128 000 km. Den är ungefär 40 km i diameter, tidlöst låst och mycket asymmetrisk form (med en av diametrarna nästan dubbelt så stor som den minsta). Det upptäcktes inte förrän 1979 Jupiter flyby av Voyager 1 rymdsond. Det namngavs 1983 efter den första fruen till Zeus.
Den näst närmaste månen är Adrastea, som är cirka 129 000 km från Jupiter och 20 km i diameter. Även känd som Jupiter XV är Amalthea den andra på avstånd och den minsta av de fyra inre månarna i Jupiter. Det upptäcktes 1979 när Voyager 2 sond fotograferade den under en flyby.
Amalthea, även känd som Jupiter V, är Jupiters tredje måne i avstånd från planeten. Det upptäcktes den 9 september 1892 av Edward Emerson Barnard och namnges efter en nymf i grekisk mytologi. Det tros bestå av porös vattenis med okända mängder andra material. Ytans funktioner inkluderar stora kratrar och åsar.
Thebe (alias Jupiter XIV) är den fjärde och sista inre månen av Jupiter. Den är oregelbundet formad och rödaktig i färgen och anses som Amalthea bestå av porös vattenis med okända mängder andra material. Ytans funktioner inkluderar också stora kratrar och höga berg - av vilka några är jämförbara med storleken på själva månen.
Oregelbundna satelliter:
De oregelbundna satelliterna är de som är väsentligt mindre och har mer avlägsna och excentriska banor än de vanliga satelliterna. Dessa månar delas upp i familjer som har likheter i omloppsbana och sammansättning. Det tros att dessa åtminstone delvis bildades till följd av kollisioner, troligtvis av asteroider som fångades av Jupiters gravitationsfält.
De som är grupperade i familjer namnges alla efter deras största medlem. Till exempel är Himalia-gruppen uppkallad efter Himalia - en satellit med en genomsnittlig radie på 85 km, vilket gör den till den femte största månen som kretsar kring Jupiter. Det antas att Himalia en gång var en asteroid som fångades av Jupiters tyngdkraft, som sedan upplevde en påverkan som bildade månarna från Leda, Lysithea och Elara. Dessa månar har alla progradbanor, vilket betyder att de går i samma riktning som Jupiters rotation.
Carme-gruppen tar sitt namn från månen med samma namn. Med en genomsnittlig radie på 23 km är Carme den största medlemmen i en familj av jovianska satelliter som har liknande banor och utseende (enhetligt rött) och anses därför ha ett gemensamt ursprung. Satelliterna i denna familj har alla retrogradade banor, vilket innebär att de går runt Jupiter i motsatt riktning av dess rotation.
Ananke-gruppen är uppkallad efter sin största satellit, som har en genomsnittlig radie på 14 km. Det tros att Ananke också var en asteroid som fångades av Jupiters allvar och sedan drabbades av en kollision som bröt av ett antal bitar. Dessa bitar blev de andra 15 månarna i Ananke-gruppen, som alla har retrogradiga banor och verkar gråa.
Pasiphae-gruppen är en väldigt mångfaldig grupp som sträcker sig i färg från röd till grå - vilket betyder att det är resultatet av flera kollisioner. Uppkallad efter Paisphae, som har en genomsnittlig radie på 30 km, är dessa satelliter retrograderade och tros också vara resultatet av en asteroid som fångades av Jupiter och fragmenterade på grund av en serie kollisioner.
Det finns också flera oregelbundna satelliter som inte ingår i någon speciell familj. Dessa inkluderar Themisto och Carpo, de innersta och yttersta oregelbundna månarna, som båda har progradbanor. S / 2003 J 12 och S / 2011 J 1 är de innersta av de retrograda månarna, medan S / 2003 J 2 är den yttersta månen för Jupiter.
Struktur och sammansättning:
Som regel minskar medeltätheten för Jupiters månar med deras avstånd från planeten. Callisto, den minst täta av de fyra, har en mellanliggande densitet mellan is och sten, medan Io har en densitet som indikerar att den är gjord av sten och järn. Callistos yta har också en kraftigt kraterad isyta, och hur den roterar indikerar att densiteten är lika fördelad.
Detta antyder att Callisto inte har någon stenig eller metallisk kärna utan består av en homogen blandning av is och sten. De tre inre månarnas rotation indikerar däremot differentiering mellan en kärna av tätare materia (såsom silikater, sten och metaller) och en mantel av lättare material (vattenis).
Avståndet från Jupiter överensstämmer också med betydande förändringar i månens ytstruktur. Ganymede avslöjar isens ytliga tektoniska rörelser, vilket skulle innebära att underlagsskikten genomgick partiell smältning på en gång. Europa avslöjar en mer dynamisk och nyare rörelse av denna natur, vilket tyder på en tunnare isskorpa. Slutligen har Io, den innersta månen, en svavelyta, aktiv vulkanism och inga tecken på is.
Allt detta tyder på att närmast en måne är för Jupiter, desto varmare är dess inre - med modeller som antyder att nivån på tidvattenuppvärmningen är i omvänd proportion till kvadratet för deras avstånd från planeten. Det tros att alla Jupiters månar en gång kan ha haft en inre sammansättning som liknar den i dagens Callisto, medan resten förändrades med tiden till följd av tidvattenuppvärmning orsakad av Jupiters gravitationsfält.
Vad detta betyder är att för alla Jupiters månar, utom Callisto, smältes deras inre is, vilket tillåter sten och järn att sjunka till det inre och vatten för att täcka ytan. I Ganymede bildades sedan en tjock och solid isskorpa medan i varmare Europa bildades en tunnare lättare trasig skorpa. På Io, den närmaste planeten till Jupiter, var uppvärmningen så extrem att all berget smält och vattnet kokade ut i rymden.
Jupiter, en gasgigant med enorma proportioner, fick lämpligt namn efter kungen av den romerska panteon. Det är bara lämpligt att en sådan planet har många, många månar som kretsar runt den. Med tanke på upptäcktsprocessen och hur lång tid det har tagit oss, skulle det inte vara förvånande om det finns fler satelliter runt Jupiter som bara väntar på att bli upptäckta. Sjuttiosju och räknar!
Space Magazine har artiklar om Jupiters största mån- och Jupitermånar.
Du bör också kolla Jupiters månar och ringar och Jupiters största månar.
För mer information, prova Jupiters månar och Jupiter.
Astronomy Cast har också ett avsnitt om Jupiters månar.
