De sateliți galileeni , sau sateliți galileeni , sunt cele mai mari patru sateliți naturali ai lui Jupiter . În ordinea distanței față de planetă, ei sunt Io , Europa , Ganymede și Callisto . Ele sunt observate pentru prima dată de Galileo înIanuarie 1610datorită îmbunătățirii telescopului său astronomic și descoperirii lor este publicată în Sidereus nuncius înMartie 1610. Aceștia sunt apoi primii sateliți naturali descoperiți pe orbită în jurul unei alte planete decât Pământul , acest lucru punând foarte mult sub semnul întrebării modelul geocentric apărat de mulți astronomi ai vremii și dovedind existența obiectelor cerești invizibile Pământului cu ochiul liber .
Acești sateliți se numără printre cele mai mari obiecte din sistemul solar, cu excepția Soarelui și a celor opt planete , toate fiind mai mari decât planetele pitice . În special, Ganymede este cea mai mare și mai masivă lună din sistemul solar, depășind planeta Mercur ca dimensiune . Ele sunt, de asemenea, singurele luni ale lui Jupiter suficient de masive pentru a fi sferice. Mai mult, cele trei luni interioare, Io, Europa și Ganymede, sunt singurul exemplu cunoscut de rezonanță Laplace : cele trei corpuri sunt în rezonanță orbitală 4: 2: 1.
Dacă inițial Galileo le numește Medicea Sidera (în franceză : „Medici stele”) în cinstea casei lui Medici , numele care intră în posteritate sunt cele alese de Simon Marius - care a susținut și paternitatea descoperirii lunilor - bazată pe la o sugestie a lui Johannes Kepler . Aceste nume corespund unor personaje din mitologia greacă , amante și iubitori de Zeus ( Jupiter în mitologia romană ), adică respectiv Io , o preoteasă din Hera și fiica lui Inachos ; Europa , fiica lui Agénor ; Ganimedes , paharnic al zeilor; și Callisto , o nimfă a lui Artemis .
Reprezentând 99,997% din masa care orbitează Jupiter, au rămas singurele luni cunoscute ale planetei timp de aproape trei secole până la descoperirea în 1892 a celui de-al cincilea ca mărime, Amalthea , al cărui diametru era mult mai mic.
Io este luna galileană cu orbita cea mai apropiată de Jupiter , având o axă semi-majoră de 421.800 de kilometri și o perioadă de revoluție de aproximativ 42 de ore. În plus, este a patra lună ca mărime din Sistemul Solar , cu diametrul său mediu de 3.643 km - în timp ce este a doua cea mai mică dintre lunile galileene -, cea mai densă dintre ele și obiectul astronomic cunoscut care conține cantitatea mai mică de apă .
Cu mai mult de 400 de vulcani activi , Io este, de asemenea, cel mai activ obiect geologic din sistemul solar . Această activitate geologică extremă este rezultatul unei încălziri a mareelor datorată fricțiunii generate în interiorul lunii de interacțiunile gravitaționale cu Jupiter , o consecință a orbitei sale menținute ușor excentrice prin rezonanța orbitală cu Europa și Ganymede . Acești vulcani produc panouri de sulf și dioxid de sulf care se ridică cu câteva sute de kilometri deasupra suprafeței și apoi acoperă vastele câmpii ale lunii cu un strat înghețat de material, îl vopsesc în diferite nuanțe de culori. Materialele produse de acest vulcanism constituie, pe de o parte, atmosfera subțire și neuniformă a Io și, pe de altă parte, produc un tor mare de plasmă în jurul lui Jupiter datorită interacțiunii lor cu magnetosfera planetei .
Această zonă este, de asemenea, presărată cu peste 100 de munți care sunt ridicați de fenomene tectonice la baza crustei de silicat . Unele dintre aceste vârfuri sunt mai înalte decât Muntele Everest , în ciuda faptului că raza Io este de 3,5 ori mai mică decât cea a Pământului și aproximativ egală cu cea a Lunii . Spre deosebire de majoritatea lunilor din sistemul solar exterior , care sunt în mare parte realizate din gheață de apă , Io este alcătuit din rocă silicată care înconjoară un miez de fier topit sau pirită .
Europa este a doua lună galileană la distanță de Jupiter, având o axă semi- majoră de 671.100 de kilometri și cea mai mică dintre cele patru cu un diametru de 3.122 km , făcându-l a șasea cea mai mare lună din Sistem. Solar , după Lună .
Este alcătuit în principal din roci silicatate și o crustă de gheață de apă , precum și probabil un miez de fier și nichel . Are o atmosferă foarte subțire , compusă în principal din oxigen . Suprafața sa prezintă în special striații și fisuri glaciare numite linii, dar puține cratere de impact , ceea ce o face în comparație cu regiunile polare ale Pământului.
Are cea mai netedă suprafață dintre toate obiectele cerești cunoscute din sistemul solar . Această suprafață tânără - cu o vârstă estimată de 100 de milioane de ani - și fără relief asociat cu prezența unui câmp magnetic indus conduce la ipoteza că, în ciuda temperaturii maxime a suprafeței de 130 K (-143 ° C ) , ar avea o ocean de apă subterană, cu o adâncime de aproximativ 100 km , un mediu favorabil pentru o posibilă viață extraterestră . Modelul predominant sugerează că încălzirea mareelor datorită orbitei sale ușor excentrice - menținută de rezonanța orbitală cu Io și Ganymede - permite oceanului să rămână lichid și ar avea ca rezultat o mișcare a gheții similară cu tectonica plăcilor , prima activitate de acest tip observată pe un alt obiect decât Pământul . De sare observat anumite caracteristici geologice sugerează că interacționează ocean cu crusta, oferind , de asemenea , o sursă de indicii pentru a determina dacă Europa ar putea fi locuibile .
In plus, telescopul spațial Hubble detectează în mod regulat emisia penelor de vapori de apă similare cu cele observate pe Enceladus , luna lui Saturn , care se spune că sunt cauzate de erupa gheizere .
Ganimedes , a treia lună galileană la distanță de Jupiter cu o axă semi-majoră de 1.070.400 de kilometri, este cel mai mare și mai masiv satelit natural din sistemul solar, cu un diametru mediu de 5.262 km, respectiv - depășind 8% față de planeta Mercur. - și o masă de 1,482 × 10 23 kg .
Este un corp complet diferențiat , cu un miez lichid bogat în fier și o crustă de gheață plutind pe o manta de gheață mai caldă. Gheața de suprafață ar fi situată pe un ocean subglaciar sărat situat la 200 km adâncime și care ar putea conține mai multă apă decât toate oceanele de pe Pământ combinate. Două tipuri principale de teren acoperă suprafața sa: aproximativ o treime din regiunile întunecate, pline de cratere de impact și vechi de patru miliarde de ani; și, pentru restul de două treimi, regiuni mai ușoare, puțin mai tinere și cu caneluri largi. Cauza acestei tulburări geologice nu este bine cunoscută, dar este probabil rezultatul activității tectonice cauzate de încălzirea mareelor și de o schimbare a volumului lunii în timpul istoriei sale. Luna are multe cratere de impact, dar multe au dispărut sau sunt abia vizibile deoarece sunt acoperite de gheață care se formează deasupra, numită apoi palimpsest .
Este singurul satelit din sistemul solar cunoscut că are o magnetosferă , creat probabil prin efect de dinam cu convecție în interiorul miezului feros lichid. Magnetosfera sa slabă este cuprinsă în câmpul magnetic mult mai mare al lui Jupiter și este conectată la aceasta prin linii de câmp deschis. Satelitul are o atmosferă fină care conține în special dioxigen (O 2).
Callisto este cea mai îndepărtată lună galileană de la Jupiter cu o axă semi-majoră de 1.882.700 de kilometri, precum și a doua ca mărime cu un diametru mediu de 2.410 km - și, prin urmare, a treia lună ca mărime din Sistemul Solar. Dintre lunile galileene, este cel mai puțin dens dintre toate și singurul care nu se află în rezonanță orbitală. Este compus aproximativ din rocă și gheață în părți egale și, din cauza lipsei de încălzire datorată forțelor mareelor , ar fi doar parțial diferențiat . Callisto ar putea avea un ocean de apă lichidă la mai mult de 100 de kilometri sub suprafață. Acesta din urmă ar putea găzdui viață extraterestră , deși acest lucru este considerat mai puțin probabil decât pentru Europa.
Suprafața din Callisto este foarte craterată - este una dintre lunile cu cele mai multe cratere din sistemul solar - extrem de veche și nu prezintă nicio urmă de activitate tectonică, prezentând în special un bazin cu o lățime de 3.000 km numit Valhalla datând probabil de la formarea crusta satelitului. În plus, este mai puțin afectat de magnetosfera lui Jupiter decât alți sateliți interni, deoarece este mai departe de planetă, ceea ce înseamnă că a fost considerat cel mai potrivit corp pentru înființarea unei baze umane pentru aceasta.explorarea sistemului Jovian. Luna este înconjurată de o atmosferă foarte subțire compusă în principal din dioxid de carbon și probabil oxigen molecular , precum și de o ionosferă .
Acest tabel este format din datele furnizate de NASA în foaia sa Jovian Satellite . Dimensiunea imaginilor este pe scara respectivă a lunilor.
Io Jupiter I |
Europa Jupiter II |
Ganymede Jupiter III |
Callisto Jupiter IV |
|
---|---|---|---|---|
Fotografie (de Galileo ) |
||||
Model interior | ||||
Raza medie (km) |
1.821,5 | 1.560,8 | 2.631,2 | 2410.3 |
Masă (kg) |
8,932 × 10 22 | 4,8 × 10 22 | 1.482 × 10 23 | 1,076 × 10 23 |
Densitate (g / cm 3 ) |
3.530 | 3.010 | 1.940 | 1.830 |
Axa semi-majoră (km) |
421.800 | 671.100 | 1.070.400 | 1 882 700 |
Perioada orbitală (zilele Pământului) |
1.769.138 | 3.551.181 | 7.154 553 | 16.689.017 |
Perioada orbitală (în raport cu Io) |
1 | 2.0 | 4.0 | 9.4 |
Inclinarea axei (grade) |
0,04 | 0,47 | 0,44 | 0,19 |
Excentricitate orbitală | 0,004 | 0,009 | 0,001 | 0,007 |
Zgârieturile raportate de sonde au relevat diversitatea neașteptată a sateliților Jupiter și Saturn. La începutul anilor 2000, deși exista un consens cu privire la rolul anumitor parametri, acest „soi extraordinar a cărui origine este încă total necunoscută” a alimentat mai multe teorii. Chiar mai mult decât caracteristicile lor geologice individuale, explicația compoziției foarte diferite a fiecărei luni rămâne un subiect de cercetare dinamică.
Luna | rem / zi |
---|---|
Io | 3600 |
Europa | 540 |
Ganymede | 8 |
Callisto | 0,01 |
Observarea fluctuațiilor în orbitele sateliților galileeni indică faptul că densitatea lor medie scade odată cu distanța față de Jupiter. Calisto, cel mai exterior și cel mai puțin dens dintre cele patru luni, are astfel o densitate intermediară între gheață și rocă, în timp ce Io, cea mai interioară și cea mai densă lună, are o densitate intermediară între rocă și fier. De asemenea, Callisto prezintă o suprafață de gheață foarte veche, puternic craterată și nealterată. Densitatea sa este distribuită uniform, sugerând că nu are un miez stâncos sau metalic, ci este alcătuită dintr-un amestec omogen de rocă și gheață. Ar putea fi structura originală a tuturor lunilor.
Rotația celor trei luni interioare, pe de altă parte, indică o diferențiere a interioarelor lor cu un material mai dens în centru. Ele dezvăluie, de asemenea, o modificare semnificativă a suprafeței. Ganymede prezintă urme ale activității tectonice trecute a suprafeței de gheață, inclusiv topirea parțială a straturilor subterane. Europa dezvăluie o mișcare mai dinamică și mai recentă, sugerând o crustă mai subțire de gheață și o mișcare analogă tectonicii încă active. În cele din urmă, Io, cea mai interioară lună, are o suprafață de sulf, vulcanism activ și nu are semne de gheață.
Toate acestea sugerează că cu cât o lună este mai aproape de Jupiter, cu atât interiorul este mai cald. Modelul actual este că lunile experimentează încălzirea mareelor datorită câmpului gravitațional al lui Jupiter, în proporție inversă cu pătratul distanței lor de planeta uriașă, datorită orbitelor lor non-circulare. În toate cazurile, cu excepția lui Callisto care nu este diferențiat , va fi topit gheața interioară și va permite rocii și fierului să se scufunde în interior și apa să acopere suprafața. Pentru Ganimede, s-a format apoi o crustă de gheață groasă și solidă. În Europa mai caldă, s-a format o crustă mai subțire și mai ușor de rupt. În Io, încălzirea este atât de extremă încât toată stânca s-a topit și apa s-a evaporat, făcând din această lună obiectul ceresc cu cea mai puțină apă din sistemul solar.
Cei patru sateliți galileeni sunt cei mai mari sateliți din sistemul jovian : cea de-a 5- a cea mai mare lună din sistem, Amalthea , are dimensiuni de doar 125 × 73 × 64 km , unde Europa - cel mai mic dintre lunile galileene - are o rază medie mai mare de zece ori mai mare, 1.561 km . De asemenea, sunt singurii sateliți ai lui Jupiter suficient de mari pentru a avea o formă sferică și nu neregulată. Sateliții galileeni reprezintă 99,997 % din masa care orbitează Jupiter.
Pentru comparație, Ganymede , cel mai mare dintre sateliții naturali din sistemul solar , este semnificativ mai mare decât Mercur și măsoară aproape trei sferturi din diametrul lui Marte . În întregul sistem solar, doar Titan , Triton și Luna au dimensiuni comparabile cu lunile din Galileea.
Lunile galileene au orbite slab excentrice (mai puțin de 0,009) și ușor înclinate față de ecuatorul lui Jupiter (mai puțin de 0,74 °). Io, cel mai apropiat, este situat la 421.800 km de Jupiter, puțin mai puțin de șase ori raza planetei. Calisto, cel mai îndepărtat, are o axă semi-majoră egală cu 1.882.700 km , sau 26 de raze joviene.
Orbitele lui Io, Europa și Ganymede, cele trei lune cele mai interioare, prezintă un anumit tip de rezonanță orbitală , numită rezonanță Laplace: perioadele lor orbitale sunt într-un raport 1: 2: 4, adică Europa durează de două ori Io să-și parcurgă orbita și Ganymede de patru ori mai mult. Fazele lor orbitale sunt, de asemenea, legate și previn apariția unei triple conjuncții . Mai exact, relația dintre longitudinile celor trei sateliți este dată de :, unde este librația , sateliții nefiind exact în rezonanță.
Callisto, mai îndepărtat, nu este în rezonanță cu celelalte luni. Mai mult, ceilalți sateliți naturali ai lui Jupiter având o masă mult mai mică și fiind relativ departe de sateliții galileeni, influența lor asupra orbitelor este neglijabilă.
Se speculează că sateliții obișnuiți ai lui Jupiter - din care fac parte sateliții galileeni - s-au format dintr-un disc circumstelar , un inel de gaz de acumulare și resturi solide în jurul lui Jupiter, similar cu un disc protoplanetar . Cu toate acestea, nu există un consens clar cu privire la mecanismul de formare a sateliților.
Simulările sugerează că, deși acest disc a avut o masă relativ mare la un moment dat, în timp o fracțiune substanțială (câteva zecimi de procent) din masa lui Jupiter capturată în nebuloasa solară ar fi trecut prin el. Cu toate acestea, un disc cu o masă de doar 2% a lui Jupiter este suficient pentru a explica prezența sateliților existenți și, în special, a existenței sateliților galileeni care constituie majoritatea extremă a masei care orbitează în jurul lui Jupiter.
Astfel, un prim model sugerează că ar fi existat mai multe generații de sateliți cu o masă comparabilă cu sateliții galileeni la începuturile istoriei lui Jupiter. Fiecare generație de luni ar fi experimentat o rotație spirală spre Jupiter, datorită tragerii discului, înainte de a se dezintegra odată situată în limita Roche a planetei. Lunile noi s-ar fi format atunci din alte resturi capturate în nebuloasă. Până când s-a format generația actuală, discul a fost subțiat până la punctul în care nu mai interferează puternic cu orbitele lunilor. De asemenea, dacă lunile sunt întotdeauna încetinite de o tragere, ele sunt, de asemenea, protejate de rezonanța Laplace care fixează orbitele Io, Europei și Ganimedes.
Cu toate acestea, un model concurent sugerează că lunile s-ar fi format încet din discul protoplanetar și că nu ar fi existat generații: diferențele de la Io total stâncos la Calisto format din jumătate de gheață și rocă s-ar datora acestei formări lente, ca precum și crearea rezonanței Laplace.
Cele patru luni galileene ar fi suficient de strălucitoare pentru a fi văzute cu ochiul liber , dacă ar fi mai departe de Jupiter. Astfel, principala dificultate în observarea lor este că sunt situate foarte aproape de planetă și, prin urmare, scufundate în luminozitatea sa, care este de 200 de ori mai mare decât a lor. Separarea lor unghiulară maximă de Jupiter este între 2 și 10 minute de arc , aproape de limita vederii umane. Cu toate acestea, acestea se disting prin binocluri cu mărire redusă.
Această dificultate de observare cu ochiul liber îi determină pe unii astronomi să pună la îndoială afirmația că Gan De ar putea vedea lunile cu mai mult de două milenii înainte de inventarea ochelarilor și telescoapelor astronomice . Cu toate acestea, din XIX - lea secol , Simon Newcomb susține că o combinație de Ganymede și Callisto de opoziție ar putea ajuta la depășirea strălucirea de la Jupiter. Cu toate acestea, acest lucru ar necesita o acuitate vizuală foarte bună , iar riscurile unui fals pozitiv sunt prea mari pentru ca acest lucru să fie confirmat în general.
Când lunile trec între Jupiter și Pământ, are loc un tranzit . Lunile, în special Ganymede din cauza dimensiunilor sale mai mari, aruncă, de asemenea, umbre pe planetă, vizibile cu un telescop. Tranzitele duble - două luni simultan în tranzit pe lângă Jupiter - apar o dată sau de două ori pe lună. Un tranzit triplu, precum cel observat de Hubble din Europa, Callisto și Io the24 ianuarie 2015, se întâmplă doar o dată sau de două ori pe deceniu. Cu toate acestea, datorită rezonanței orbitale a celor trei luni galileene interioare, este imposibil să observăm un tranzit cvadruplu.
Luna |
Magnitudine aparentă la opoziție |
Albedo geometric | Separare maximă de opoziție |
---|---|---|---|
Io | 5,02 ± 0,03 | 0,63 ± 0,02 | 2 '27 " |
Europa | 5,29 ± 0,02 | 0,67 ± 0,03 | 3 '54 " |
Ganymede | 4,61 ± 0,03 | 0,43 ± 0,02 | 6 '13 " |
Callisto | 5,65 ± 0,10 | 0,17 ± 0,02 | 10 '56 " |
Datorită îmbunătățirilor aduse de Galileo telescopului său astronomic , atingând o mărire de 20, el a reușit să observe obiectele cerești mai distinct decât era posibil anterior, chiar observând altele noi, cum ar fi sateliții galileeni.
7 ianuarie 1610, Galileo scrie o scrisoare menționând observarea la Universitatea din Padova a trei stele fixe lângă Jupiter cu telescopul său astronomic. Apoi a observat doar trei: astfel nu a reușit să distingă Io și Europa datorită puterii reduse a telescopului său și, prin urmare, cele două stele au fost înregistrate ca un singur punct de lumină. A doua zi, le vede pentru prima dată ca pe niște corpuri separate:8 ianuarie 1610este deci considerată data descoperirii Europei și Io de către IAU . Își continuă observațiile în mod regulat până laMartie 1610, dată la care publică la Veneția Sidereus nuncius („Mesagerul stelar”) în care concluzionează că aceste corpuri nu sunt stele fixe, ci într-adevăr obiecte cerești care orbitează în jurul lui Jupiter.
Aceștia sunt primii sateliți naturali descoperiți pe orbită în jurul unei alte planete decât Pământul . Aceste stele, de asemenea, primele descoperite cu ajutorul unui instrument și nu cu ochiul liber, demonstrează că telescopul astronomic și apoi telescoapele au un interes real pentru astronomi, permițându-le să observe noi obiecte cerești. În plus, descoperirea obiectelor care orbitează în jurul unei alte planete decât Pământul oferă dovezi foarte importante care invalidează geocentrismul . Dacă Sidereus nuncius nu menționează în mod explicit modelul heliocentric promovat de Nicholas Copernicus , se pare că Galileo ar fi fost un susținător al acestei teorii.
Xi Zezong, istoric al astronomiei, susține că astronomul chinez Gan De a observat o „mică stea roșie” lângă Jupiter în 362 î.Hr. AD , care ar fi putut fi Ganimedes . Astronomii susțin într-adevăr că lunile galileene pot fi distinse cu ochiul liber, în timpul alungirii maxime și în condiții excepționale de observație. Dacă ar fi confirmată, ar putea fi anterioară descoperirii lui Galileo cu aproape două milenii. Cu toate acestea, acest lucru este respins de unii astronomi, deoarece lunile galileene sunt prea înecate în strălucirea lui Jupiter pentru a fi observabile cu ochiul liber, mai mult atunci când existența lor este ignorată.
În 1614, în Mundus Iovialis anno M.DC.IX Detectus Ope Perspicilli Belgici ( Lumea joviană descoperită în 1609 datorită telescopului belgian ), astronomul german Simon Marius susține că a descoperit aceste obiecte la sfârșitul anului 1609, câteva cu câteva săptămâni înainte de Galileo. Acesta din urmă pune la îndoială această afirmație în 1623 și respinge opera lui Marius ca plagiat, acuzații la care nu poate răspunde pentru că moare la scurt timp. În cele din urmă, autorul descoperirii sateliților este atribuit oricui și-a publicat prima dată lucrarea, explicând că Galileo este singurul acreditat. Cu toate acestea, dacă reputația lui Marius este afectată de aceste acuzații de plagiat, astronomii precum Oudemans cred că el avea destulă capacitate de a face această descoperire de partea sa simultan. În plus, Simon Marius a fost primul care a publicat tabele astronomice ale mișcărilor sateliților, în 1614.
Galileo, din 1605 până în 1608, a fost tutorele lui Cosimo al II - lea de Medici - devenind între timp mare duce al Toscanei în 1609 -, el caută să folosească această descoperire pentru a-și câștiga favorurile și pentru a deveni patronul său . Astfel, la scurt timp după descoperirea sa, el i-a scris secretarului Marelui Duce:
„Dumnezeu m-a binecuvântat să pot, printr-un semn atât de singular, să-i dezvăluie Domnului devoțiunea mea și dorința ca numele său glorios să trăiască ca un egal între stele și, deoarece este pentru mine, primul descoperitor, să le numesc pe acestea planete noi, doresc, ca imitație a marilor înțelepți care au plasat printre stele pe cei mai excelenți eroi ai acestei vremuri, să le înregistreze în numele Alteței Sale Senine Marele Duce. "
- Galileo, 13 februarie 1610
De asemenea, el întreabă dacă stelele ar trebui să fie numite Cosmica Sidera (în franceză : „stele cosmice”) numai după Cosme, sau Medicea Sidera (în franceză : „stele medicate”), care i-ar onora pe cei patru frați ai casei Medici (Cosme, Francesco, Carlo și Lorenzo). Secretarul, conform opiniei lui Cosimo II, răspunde că a doua propunere este cea mai bună.
19 martie, îi trimite marelui duce telescopul pe care l-a folosit pentru a observa pentru prima dată lunile lui Jupiter cu o copie a lui Sidereus Nuncius unde, urmând sfatul secretarului, numește cele patru luni Medicea Sidera . În introducerea acestei publicații, el mai scrie:
„De îndată ce harurile nemuritoare ale sufletului tău au început să strălucească pe Pământ, stelele strălucitoare se oferă în ceruri, care, ca și limbile, vor vorbi și vor sărbători cele mai excelente virtuți ale tale pentru totdeauna. Iată apoi patru stele rezervate pentru numele tău ilustru (...) care (...) își fac călătoriile și orbitele cu o viteză minunată în jurul stelei lui Jupiter (...) ca niște copii din aceeași familie. (...) Într-adevăr, se pare că însuși Creatorul Stelelor, prin argumente clare, m-a îndemnat să numesc aceste noi planete cu numele ilustru al Alteței Tale înaintea tuturor celorlalte. "
- Galileo, Sidereus Nuncius
Printre celelalte nume propuse, găsim Principharus , Victipharus , Cosmipharus și Ferdinandipharus , în cinstea celor patru frați Medici, nume pe care le folosește Giovanni Hodierna , discipol al lui Galileo și autor al primei efemeride ( Medicaeorum Ephemerides , 1656). Johannes Hevelius le numește Circulatores Jovis sau Jovis Comites și Jacques Ozanam Gardes sau Satellites (din satelles latine , sateliți : „escortă” ). Nicolas-Claude Fabri de Peiresc , la rândul său, le dă următoarele nume în ordinea distanței lor de Jupiter: Cosimo cel Tânăr , Cosimo cel Bătrân , Maria și Ecaterina .
Cu toate acestea, deși Simon Marius nu este creditat pentru descoperirea sateliților galileeni, numele pe care le-a dat le rămân în posteritate. În publicația sa din 1614, Mundus Jovialis , a propus mai multe nume alternative pentru luna cea mai apropiată de Jupiter, cum ar fi „ Mercurul lui Jupiter” și „prima planetă joviană” și a făcut același lucru pentru următoarele. Pe baza unei sugestii a lui Johannes Kepler înOctombrie 1613, el proiectează, de asemenea, o schemă de numire prin care fiecare lună poartă numele unei amante sau a unui iubitor al zeului grec Zeus (echivalentul său roman fiind Jupiter ). În ordinea distanței față de planetă, el îi numește, prin urmare , Io , Europa , Ganimedes și Callisto , scriind:
„Poeții îi reproșează lui Jupiter iubirile sale neregulate. Trei fete tinere sunt menționate în mod special ca fiind curtate cu succes de Jupiter. Io, fiica lui Inachos, Callisto din Lycaon, Europa Agenor. Apoi este Ganymede, frumosul fiu al regelui Tros, pe care Jupiter, luând forma unui vultur, îl poartă pe cer pe spate, așa cum spun poeții fabulos, în special Ovidiu. Deci, cred că nu voi fi greșit dacă Primul este numit de mine Io, a doua Europă, a treia, din cauza măreției luminii sale, Ganimedes, al patrulea Callisto. "
- Simon Marius, Mundus Jovialis
Galileo refuză să folosească numele propuse de Marius și, prin urmare, inventează sistemul permanent de numerotare care este folosit și astăzi, în paralel cu numele proprii. Numerotarea începe cu luna cea mai apropiată de Jupiter: I pentru Io, II pentru Europa, III pentru Ganimedes și IV pentru Callisto. Galileo folosește acest sistem în caietele sale. Un motiv invocat pentru neadopția numelor proprii propuse de Galileo este acela că astronomii englezi și francezi, care nu aveau aceeași relație cu familia Medici, credeau că lunile aparțin mai mult lui Jupiter decât unor prinți vii.
Numele date de Simon Marius încep să fie utilizate pe scară largă până în secole mai târziu, în XX - lea secol . În mare parte a literaturii astronomice anterioare, lunile erau în general menționate prin denumirea lor numerică romană , de exemplu cu Io ca „Jupiter I” sau „primul satelit al lui Jupiter” . Aceasta popularitate pierde după descoperirea de sateliți care au orbite cele mai profunde, ca Amalthea în 1892, și mulți sateliți ai lui Jupiter noi la începutul XX - lea secol.
Galileo a dezvoltat în jurul anului 1612 o metodă de determinare a longitudinii bazată pe sincronizarea orbitelor lunilor galileene cu efemerida . Astfel, momentele eclipselor de Lună - mai multe dintre ele au loc în fiecare zi pe Pământ - pot fi calculate cu precizie în avans și comparate cu observațiile locale pe uscat sau pe o barcă pentru a determina ora locală și, prin urmare, longitudinea .
Metoda necesită un telescop, deoarece lunile nu sunt vizibile cu ochiul liber. Cu toate acestea, principala problemă cu această tehnică este că este dificil de observat lunile din Galileea folosind un telescop pe o navă în mișcare, o problemă pe care Galileo încearcă să o rezolve prin invenția celatonelor , un dispozitiv în mișcare . telescop.
Pentru a permite determinarea timpului din pozițiile lunilor observate, se propune un dispozitiv numit jovilabe : este un computer analog care oferă ziua și ora din pozițiile observate ale lunilor și care își ia numele de asemănările sale cu un astrolab . Problemele practice rămân mari și această metodă nu este în cele din urmă niciodată folosită pe mare.
În schimb, pe uscat, această metodă este utilă și precisă. Unul dintre primele exemple este măsurarea longitudinii sitului vechiului observatoriu Tycho Brahe de pe insula Hven , grație tabelelor de eclipse publicate în 1668 de Jean-Dominique Cassini . Astfel, aceștia din urmă făcând observații la Paris și Jean Picard pe Hven în 1671 și 1672, reușesc să obțină o valoare de 42 de minute 10 secunde la est de Paris, care corespunde 10 ° 32 ′ 30 ″ , sau aproximativ 12 minute arc (1 / 5 °) mai mult decât valoarea exactă. Mai mult, această metodă este utilizată de aceiași doi astronomi pentru a cartografia Franța .
În 1690 au fost publicate tabele mai precise ale eclipselor lui Io în Connaissance des temps , precizia efemeridelor fiind îmbunătățită progresiv în secolul următor, în special de Giacomo Filippo Maraldi , James Bradley și Pehr Wilhelm Wargentin .
În următoarele două secole și jumătate, sateliții au rămas pete luminoase nerezolvate, cu o magnitudine aparentă de aproximativ 5, spre deosebire de telescoapele astronomilor. În XVII - lea sateliții secolului galilean sunt utilizate pentru a valida legea a treia a lui Kepler a mișcării planetare sau pentru a determina timpul necesar pentru lumina de călătorie între Jupiter și Pământ. Datorită efemeridelor produse de Jean-Dominique Cassini, Pierre-Simon de Laplace creează o teorie matematică pentru a explica rezonanța orbitală a Io, a Europei și a Ganimedei, ceea ce are ca rezultat predicții îmbunătățite ale orbitelor lunilor. Ulterior s-a constatat că această rezonanță are un efect profund asupra geologiilor celor trei luni.
Progresul telescoape la sfârșitul XIX - lea secol permite astronomilor să rezolve marile caracteristici ale suprafeței Io, printre altele. În anii 1890, Edward E. Barnard a fost primul care a observat variații ale luminozității Io între regiunile sale ecuatoriale și polare, deducând corect că acestea s-au datorat diferențelor de culoare și albedo între aceste două regiuni și nu unei forme ipotetice de ouă. a satelitului, așa cum a propus William Pickering , sau două obiecte separate, așa cum a crezut inițial Barnard însuși.
Observații telescopice de la mijlocul XX - lea secol folosit pentru a obține informații despre sateliții. De exemplu, observațiile spectroscopice sugerează că suprafața Io este virgină de gheață de apă , o substanță găsită în cantități mari pe alți sateliți din Galileea.
Începând cu anii 1970, majoritatea informațiilor despre lunile lunii sunt obținute prin explorarea spațiului . Cu toate acestea, în urma distrugerii planificate a lui Galileo în atmosfera lui Jupiter înSeptembrie 2003, noi observații provin de la telescoapele terestre. În special, sisteme optice adaptive imagistica de Keck Telescopul din Hawaii si imagistica de la telescopul spațial Hubble face posibilă monitorizarea lunilor chiar și fără o navă spațială în sistemul Jovian .
Explorarea spațiului de sateliți Galean începe cu flyovers ale sondelor spațiale ale NASA Pioneer 10 și Pioneer 11 , in 1973 si , respectiv , 1974. Cele două sonde trec la mică distanță de Jupiter și de câteva dintre lunile sale, făcând primele fotografii detaliate ale acestor corpuri cerești, acestea rămânând totuși cu rezoluție mică.
Acestea oferă date științifice care permit studiul lunilor, de exemplu, pentru Io un calcul mai bun al densității sale și descoperirea unei atmosfere subțiri sau pentru Ganymede o determinare mai precisă a caracteristicilor sale fizice și a primelor imagini ale elementelor sale. suprafaţă.
Programul VoyagerSistemul Jovian a fost zburat din nou în 1979 de sondele gemene Voyager 1 și Voyager 2 , sistemul lor de imagine mai avansat oferind imagini mult mai detaliate.
Numeroasele instrumente purtate de aceste sonde spațiale, combinate cu cele 33.000 de fotografii realizate, fac posibilă realizarea unui studiu aprofundat al lunilor galileene și conduc în special la descoperirea vulcanismului pe Io , primii vulcani activi descoperiți pe altul corpul sistemului solar decât Pământul. În urma lui Io, este detectat un torus plasmatic care joacă un rol important în magnetosfera lui Jupiter .
Acestea oferă imagini mai detaliate ale suprafeței tinere și înghețate a Europei, sugerând activitate tectonică în desfășurare. Aceste imagini îi conduc, de asemenea, pe mulți oameni de știință să speculeze cu privire la posibilitatea unui ocean lichid subteran. Acestea oferă detalii cu privire la dimensiunea lui Ganymede, dezvăluind că este de fapt mai mare decât cea a lui Titan , ceea ce permite reclasificarea acestuia ca fiind cel mai mare satelit natural din sistemul solar. Mai mult de jumătate din suprafața lui Callisto este fotografiată la o rezoluție de 1-2 km cu măsurători precise ale temperaturii, masei și formei sale.
GalileoSonda spațială Galileo ajunge în sistemul Jovian înDecembrie 1995după o călătorie de șase ani de pe Pământ pentru a urmări descoperirile celor două sonde Voyager și observațiile la sol efectuate în anii care au urmat.
Rezultate semnificative sunt obținute pentru Io, cu identificarea miezului său feros mare similar cu cel găsit în planetele terestre ale sistemului solar interior și studiul erupțiilor sale regulate care arată o suprafață care evoluează ca survolări. Multe zboruri apropiate ale Europei sunt efectuate în timpul „Misiunii Galileo Europa” și „Misiunii Galileo Millennium” , cu obiectivul studiului chimic al Europei până la căutarea vieții extraterestre în oceanul său subglaciar . Câmpul magnetic al lui Ganymede a fost descoperit în 1996 și oceanul său subglaciar în 2001. Sonda încheie în cele din urmă lucrarea de fotografiere a întregii suprafețe din Callisto și face fotografii cu o rezoluție de până la 15 metri.
Misiunea Galileo a fost extinsă de două ori, în 1997 și 2000, și a durat opt ani în total. Când se termină misiunea Galileo , NASA direcționează sonda către Jupiter pentru distrugerea controlată pe 21 septembrie 2003 . Aceasta este o măsură de precauție pentru a preveni sonda, a priori non- steril , lovirii viitorul Europei și contamina cu terestre microorganisme .
Noi orizonturiSonda spațială New Horizons , în drum spre Pluto și Centura Kuiper , zboară peste sistemul Jovian pe28 februarie 2007pentru o manevră de asistență gravitațională . Camerele New Horizons fotografiază erupțiile vulcanilor Io și, în general, fac fotografii detaliate ale lunilor din Galileea. Aceste fotografii permit realizarea hărților topografice ale Europei și Ganymede.
JunoÎn 2011, NASA a lansat sonda Juno ca parte a programului New Frontiers , al cărui obiectiv este să efectueze un studiu detaliat al structurii interne a lui Jupiter de pe o orbită polară prin bărbierirea periodică a suprafeței sale. Sonda spațială intră pe orbităiulie 2016cu o orbită foarte eliptică , cu o perioadă de 14 zile , care evită în mare măsură centura de radiație planetară foarte intensă a sondei , care ar putea-o deteriora. Cu toate acestea, această orbită îl ține pe Juno în afara planurilor orbitale ale lunilor galileene. Astfel, studiul lunilor nu este prioritar, dar datele sunt încă colectate atunci când este momentul potrivit.
Jupiter Icy Moon Explorer ( JUICE ) este o misiune planificată a Agenției Spațiale Europene, ca parte a programului spațial științific Cosmic Vision în sistemul Jovian, care ar trebui plasat succesiv pe orbita lui Jupiter și Ganymede. Aceasta este prima misiune pe o planetă din sistemul solar exterior care nu a fost dezvoltată de NASA. Lansarea JUICE este programată pentru 2022, cu o sosire estimată în Jupiter laOctombrie 2029grație asistenței gravitaționale a Pământului și a lui Venus .
SUCUL trebuie să studieze în zbor în mod repetat trei luni înghețate ale lui Jupiter , și anume Callisto , Europa și Ganimedes , înainte de a intra pe orbită în 2032 în jurul acestuia din urmă pentru ca studiile ulterioare să fie finalizate în 2033.
Europa Clipper (2025)Europa Clipper este o misiune planificată a NASA în sistemul Jovian, concentrându-se asupra Europei . Lansarea sondei este programată pentru 2025, cu o sosire pe Jupiter la sfârșitul anilor 2020 sau începutul anilor 2030, în funcție de lansatorul ales.
Este o sondă spațială de peste 3 tone care transportă mai multe instrumente, inclusiv un radar care permite să sune oceanul sub gheață, să investigheze habitabilitatea lunii și să ajute la selectarea locurilor pentru un viitor lander . După un tranzit de mai mult de 6 ani , cu recurs la asistența gravitațională a lui Venus și a Pământului, sonda spațială trebuie plasată pe orbită în jurul lui Jupiter. Partea științifică a misiunii include 45 de zboruri din Europa, pe o perioadă de 3,5 ani.
Sateliții galileeni, sunt un cadru propice pentru science - fiction de la începutul XX - lea secol , printre altele, Luna Mad (1935) de către Stanley G. Weinbaum Io sau Răscumpărarea Cairn (1936) de către Stanley G. Weinbaum pentru Europa. Natura suprafeței Lunii întotdeauna lasă loc pentru speculații ca în desenul de mai jos contra într - o carte despre astronomie Rusă 1903. Mai târziu, în jurul valorii de la mijlocul XX - lea secol, posibilitatea de străin viață pe acești sateliți inspiră autorii și designeri de reviste de celuloză precum Amazing Stories sau Fantastic Adventures .
Isaac Asimov își imaginează o atmosferă propice vieții pe Callisto în Dangereuse Callisto (1940). Robert A. Heinlein centrează acțiunea pe Ganymede în Apple Trees in the Sky (1953) și evocă o terraformare a lui Callisto. Lunile galileene sunt menționate în alte romane ale autorului, precum Double Étoile (1956) sau Le Ravin des ténèbres (1970) .
Datorită informațiilor furnizate de diferite misiuni de explorare spațială , reprezentarea sateliților galileeni evoluează. Romanul din 2010 al lui Arthur C. Clarke : Odyssey Two (1982), de exemplu, este adesea menționat ca fiind cea mai faimoasă portretizare SF din Europa , astronauții care zboară deasupra ei primind mesajul enigmatic: „Nu încercați să aterizați aici.” (În Engleză : Nu încercați să aterizați acolo ). Acest semn de viață fictiv urmărește apoi informațiile reale despre descoperirea unei geologii active pe Lună și acest citat este, de asemenea, utilizat în mod regulat în articolele de presă care se ocupă de Lună. Continuarea sa, 2061: Odyssey Three (1987) se concentrează în jurul lui Ganymede. Lunile galileene în ansamblu sunt în special principalul decor al Visului lui Galileo (2009) de Kim Stanley Robinson unde, la fel ca în 2312 (2012) de același autor, suprafața vulcanică a Io este, de exemplu, transcrisă și joacă un rol în complotul.
În cinematografie sunt realizate diverse filme centrate pe luni precum, printre altele, Outland ... Far from the Earth (1981) de Peter Hyams , Europa Report (2013) de Sebastián Cordero sau Io (2019) de Jonathan Helpert . Între timp, Ganymède este un set din seria The Expanse (2017).
În cele din urmă, sateliții galileeni, fiecare cu un aspect caracteristic, sunt decorațiuni obișnuite niveluri de acțiune de joc , cum ar fi Halo (2001), Call of Duty: Warfare Infinite (2016) sau Destiny 2 (2017) .
: document utilizat ca sursă pentru acest articol.