讓華楓沒(méi)有想到的是，本以為有機(jī)會(huì)直接到達(dá)地球的第二故鄉(xiāng)，結(jié)果，在即將降落的時(shí)候，孫行突然出現(xiàn)說(shuō)：“我們要轉(zhuǎn)道木星的衛(wèi)星群，因?yàn)槟壳巴列l(wèi)六各國(guó)政要及精英都在其中，為了安全起見，他們被臨時(shí)拒絕登錄。”

    雖然華楓他們心里不太開心，但是眼下的情況逼得他們不得不轉(zhuǎn)道。

    在華楓的印象里木星的13個(gè)衛(wèi)星分成三群。其中最靠近木星的一群──木衛(wèi)五和四個(gè)伽利略衛(wèi)星的軌道偏心率都非常小（≦0.01）﹐軌道面和木星赤道面的交角也都很?。èQ05）﹐就是說(shuō)﹐它們都在木星的赤道面上沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)﹐這些衛(wèi)星的軌道面與木星的軌道面的交角大約為2°～4°﹐順行﹐是規(guī)則衛(wèi)星。其余的衛(wèi)星都是不規(guī)則衛(wèi)星﹐但又可分為兩群。

    離木星稍遠(yuǎn)的一群衛(wèi)星──木衛(wèi)十三﹑木衛(wèi)六﹑木衛(wèi)十﹑木衛(wèi)七的軌道面和赤道面的交角為24°～29°﹐順行﹐軌道偏心率為0.13～0.21。離木星最遠(yuǎn)的一群──木衛(wèi)十二﹑木衛(wèi)十一﹑木衛(wèi)八﹑木衛(wèi)九的軌道偏心率相當(dāng)大（0.17～0.38）﹐它們的軌道面與木星赤道面的交角為145°～164°﹐它們都是逆行衛(wèi)星。有人認(rèn)為它們可能是被木星俘獲的小行星。

    木星的衛(wèi)星在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生下列現(xiàn)象﹕木星在太陽(yáng)照射下﹐背太陽(yáng)方向有一影錐﹐當(dāng)木星衛(wèi)星進(jìn)入影錐時(shí)﹐衛(wèi)星無(wú)法反射太陽(yáng)光﹐變得不可見了﹐稱為木衛(wèi)蝕。當(dāng)木星的衛(wèi)星進(jìn)入木星圓面的后面﹐我們從地球上觀測(cè)木星衛(wèi)星的視線便被木星擋住﹐稱為木衛(wèi)掩。

    木星的衛(wèi)星通過(guò)木星圓面的前面﹐從地球看去在木星視圓面上投下一個(gè)圓形斑點(diǎn)﹐稱為木衛(wèi)凌木。當(dāng)木星某一衛(wèi)星的影子投在木星視圓面上而它本身又不在木星視圓面上時(shí)﹐稱為木衛(wèi)影凌木。從地球上看去﹐當(dāng)木星的一個(gè)衛(wèi)星擋住另一個(gè)時(shí)﹐稱為木衛(wèi)互掩﹔當(dāng)一個(gè)木衛(wèi)進(jìn)入另一木衛(wèi)的影錐時(shí)﹐稱為木衛(wèi)互蝕。

    木星的4顆較大衛(wèi)星，即伽利略衛(wèi)星，從內(nèi)向外排列依次為木衛(wèi)一（io）、木衛(wèi)二（eu

    opa）、木衛(wèi)三（ga

    ymede）、木衛(wèi)四（callisto），它們與木星一起組成了一個(gè)小型的“太陽(yáng)系”。伽利略衛(wèi)星環(huán)繞木星的運(yùn)動(dòng)一直受到天文學(xué)家的關(guān)注。

    人們通過(guò)不斷的觀測(cè)可以改進(jìn)這些衛(wèi)星的軌道模型，從而對(duì)木星及其周圍的空間環(huán)境的深入探測(cè)提供必要的支持。最近的幾年間木星和它的衛(wèi)星將發(fā)生多次互掩互食現(xiàn)象。當(dāng)?shù)厍蚝唾だ孕l(wèi)星處于同一個(gè)軌道面時(shí)，互掩現(xiàn)象可能發(fā)生；類似地，當(dāng)太陽(yáng)和伽利略衛(wèi)星在同一軌道面時(shí)，互食現(xiàn)象可能發(fā)生。

    對(duì)于伽利略衛(wèi)星，這種互掩互食現(xiàn)象每6年發(fā)生一次，土星衛(wèi)星每15年發(fā)生一次，天王衛(wèi)星則每42年才可能發(fā)生一次互掩互食現(xiàn)象。

    1608年底，伽利略第一次見到望遠(yuǎn)鏡，他很快意識(shí)到天文學(xué)家最需要的是高倍望遠(yuǎn)鏡。1609年底，伽利略制造出一臺(tái)40倍的雙透鏡望遠(yuǎn)鏡。這是科學(xué)研究中第一臺(tái)用于天文觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡。

    約翰尼斯·開普勒在一篇論文中描述行星運(yùn)行軌道，這是伽利略相信波蘭天文學(xué)家尼古拉·哥白尼的“日心說(shuō)”。相信“日心說(shuō)”是很危險(xiǎn)的，因?yàn)橄嘈拧叭招恼f(shuō)”，喬納諾·布魯諾被活活地?zé)涝诨鹦讨?。伽利略決定使用新望遠(yuǎn)鏡，以更準(zhǔn)確地繪制行星運(yùn)行圖，證明哥白尼的“日心說(shuō)”是正確的。

    伽利略運(yùn)用望遠(yuǎn)鏡先觀測(cè)月亮。他清晰地看到月亮上高山和山谷凹凸起伏，參差不起的月亮邊緣看起來(lái)就向鋸齒刀切割得一樣。

    他所觀察到的月亮并不像亞里士多德和托勒密所說(shuō)得那樣平滑。但是，實(shí)力強(qiáng)大的天主教會(huì)、歐洲的大學(xué)教師和科學(xué)家們都對(duì)亞里士多德和托勒密的理論深信不疑。通過(guò)對(duì)月亮表面一夜的觀察，伽利略再次證明亞里士多德的理論是錯(cuò)誤的。

    伽利略曾經(jīng)證明自由落體運(yùn)動(dòng)定律，因?yàn)檫@與亞里士多德的理論相悖，他被從教師職位上解雇。

    伽利略觀測(cè)的下一個(gè)目標(biāo)是最大的行星——木星，他計(jì)劃花幾個(gè)月的時(shí)間仔細(xì)繪制木星運(yùn)行圖。通過(guò)望遠(yuǎn)鏡，伽利略觀察到人類從未觀測(cè)到的太空，清晰地觀察到木星。令他吃驚的是，他發(fā)現(xiàn)幾顆衛(wèi)星正在圍繞木星旋轉(zhuǎn)。亞里士多德曾經(jīng)說(shuō)過(guò)（所有的科學(xué)家都這樣認(rèn)為），宇宙中只有地球有衛(wèi)星。在隨后的幾天里，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，它們是地球之外首次發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星。他再次證明亞里士多德的理論是錯(cuò)誤的。

    然而，舊的觀念不會(huì)很快消逝。1616年，天主教會(huì)禁止伽利略教書，嚴(yán)禁他宣揚(yáng)哥白尼的理論。很多教會(huì)的高級(jí)頭目拒絕使用望遠(yuǎn)鏡觀察太空，聲稱這是魔術(shù)師的把戲，衛(wèi)星只存在于望遠(yuǎn)鏡中。

    伽利略對(duì)教會(huì)的警告不屑一顧，最后被宗教審判所召回羅馬，飽受折磨。他被迫收回自己的觀點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)，還被判處終身監(jiān)禁。1640年，伽利略去世，去世前他除了說(shuō)自己的發(fā)現(xiàn)是正確的外，沒(méi)有說(shuō)任何別的話。1992年10月——伽利略被誤判376年后，羅馬教會(huì)才為他平反昭雪，承認(rèn)他的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

    四個(gè)伽利略衛(wèi)星的密度隨著同木星的距離的增大而減小﹐這與太陽(yáng)系中各個(gè)行星的密度隨著同太陽(yáng)的距離而變化的情況十分相似。太陽(yáng)系中這種情況是由于以原始太陽(yáng)作為熱源蒸發(fā)那些較輕的和易于揮發(fā)的物質(zhì)造成的。波拉克認(rèn)為同一過(guò)程也發(fā)生在木星及其衛(wèi)星系統(tǒng)中﹐只不過(guò)是以原始木星作為熱源而已。目前木星輻射出的熱能為它從太陽(yáng)接收到的熱能的兩倍。而在木星誕生后的頭幾百萬(wàn)年中﹐木星平均輻射的能量相當(dāng)于現(xiàn)在太陽(yáng)所輻射的能量的幾百分之一。

    木衛(wèi)一的表面覆蓋著易蒸發(fā)的鈉鹽（可能是通常鹽類的晶體）。木衛(wèi)二﹑木衛(wèi)三﹑木衛(wèi)四的表面除了覆蓋著砂礫土壤和冰霜以外﹐也不同程度地覆蓋著鹽和硫磺。木衛(wèi)一基本上是巖體結(jié)構(gòu)﹔木衛(wèi)二的巖體上覆蓋著一個(gè)水冰構(gòu)成的殼。

    根據(jù)木衛(wèi)三和木衛(wèi)四的密度﹐劉易斯認(rèn)為這兩個(gè)衛(wèi)星中的巖石或硅礦物不超過(guò)15%﹐其余大部分由冰凍的水﹑氨和甲烷構(gòu)成。r.a.布朗1973年宣布他在木衛(wèi)一的發(fā)射譜中觀測(cè)到鈉氣體的譜線﹐以后其他觀測(cè)者也證實(shí)了木衛(wèi)一存在鈉氣體等構(gòu)成的大氣。

    這種大氣在木衛(wèi)一周圍空間中伸展很悌o遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其引力所能束縛的范圍。原來(lái)﹐木衛(wèi)一表面覆蓋著揮發(fā)性鈉鹽﹐由于陽(yáng)光加熱﹐鈉就蒸發(fā)出來(lái)﹐彌漫在木衛(wèi)一的運(yùn)行軌道上﹐構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀鈉云?！跋闰?qū)者”10號(hào)空間探測(cè)器還觀測(cè)到﹐在木衛(wèi)一軌道上有一個(gè)比鈉云大得多的氫云﹐在木衛(wèi)一的向陽(yáng)面存在一個(gè)廣大的電離層﹐后者的范圍足以同金星和火星的電離層相比。

    人們常常把天文學(xué)單純理解為把已有的物理定律用以解釋觀測(cè)到的天文現(xiàn)象。

    其實(shí)，由于天體所處的各種奇特狀態(tài)提供了大量地面上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的物理狀態(tài)，因此，大量的天文觀測(cè)結(jié)果實(shí)際上為建立新的物理定律提供了觀測(cè)事實(shí)，如牛頓的萬(wàn)有引力公式的建立就是依據(jù)的開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的三定律。與相對(duì)論的建立有關(guān)的光行差現(xiàn)象也是首先在天文觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)的。

    現(xiàn)代物理學(xué)中的一個(gè)重要常數(shù)，也是在1676年，由法國(guó)天文學(xué)家羅默從對(duì)木衛(wèi)一的觀測(cè)中得到的。從對(duì)光傳播所作的一切觀測(cè)中知道，光速是十分巨大的.伽里略試圖用燈光信號(hào)來(lái)測(cè)量這個(gè)速度,但沒(méi)有成功，因?yàn)楣馔ㄟ^(guò)地面上的距離只用極短的時(shí)間。因此要想成功地進(jìn)行這種測(cè)量，只有利用天文空間中天體之間的巨大距離。

    每當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入木星的影子里時(shí)，就發(fā)生衛(wèi)星食。如果木星上有一個(gè)觀測(cè)者，他認(rèn)為每隔一段時(shí)間t，就出現(xiàn)一次衛(wèi)星食，t等于衛(wèi)星繞木星轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間。如果l為木星到地球的距離，那么，這個(gè)信號(hào)要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間l/c后才能到達(dá)地球。

    如果令l表示在衛(wèi)星轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間里距離l的改變量，那么在地球上的觀測(cè)者看來(lái)，每相鄰兩次衛(wèi)星食之間的時(shí)間間隔就稍有不同，而為t l/c.因此從地球上看到的衛(wèi)星食周期就要比從木星上看到的真正周期長(zhǎng)些或短些，這要看距離l是增加還是減小而定，從地球上觀測(cè)時(shí)，衛(wèi)星轉(zhuǎn)

    圈所需的時(shí)間等于t

    =nt l

    /c上式中i

    是在衛(wèi)星轉(zhuǎn)

    圈的時(shí)間里距離l的總改變量。

    這里有兩個(gè)未知量t和c，它們可以根據(jù)兩個(gè)適當(dāng)選擇的觀測(cè)來(lái)確定。首先，地球和木星之間的距離l經(jīng)過(guò)一定時(shí)間t

    。后又相距同樣遠(yuǎn)。我們可以估計(jì)一下這個(gè)時(shí)間間隔t

    。內(nèi)發(fā)生的衛(wèi)星食數(shù)n。因木星運(yùn)動(dòng)得比較慢，所以可以近似認(rèn)為僅取決于地球的軌道位置，故可把t

    。取為地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間，即一年。由此可求出t。

    其次，我們從地球和木星相距最近時(shí)的那個(gè)位置開始，數(shù)一下半年時(shí)間內(nèi)發(fā)生衛(wèi)星食的數(shù)目n'，此時(shí)l'n等于地球的公轉(zhuǎn)軌道直徑（即1個(gè)天文單位約3x108公里）。我們由此可計(jì)算t'n=n't l'n/c。通過(guò)觀測(cè)得到延遲時(shí)間t'nn't為17分即約1000秒，由此得到c=300000公里/秒，它十分接近光速的精確值。

    1727年布拉德萊發(fā)現(xiàn)。因光速有限而引起的另一效應(yīng)——光行差現(xiàn)象。即所有恒星似乎在作一種共同的周年運(yùn)動(dòng)，它顯然與地球繞日運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。從粒子的觀點(diǎn)來(lái)看很容易理解這一現(xiàn)象。如果地球是靜止不動(dòng)的，則為了觀測(cè)一個(gè)天體，我們必須將望遠(yuǎn)鏡鏡頭直接對(duì)準(zhǔn)該天體，相反，如果地球正在向右運(yùn)動(dòng)，則望遠(yuǎn)鏡鏡頭必須b所示那樣傾斜一個(gè)角度。有關(guān)光的傳播性質(zhì)的研究導(dǎo)致了日后狹義相對(duì)論的出現(xiàn)。

    據(jù)當(dāng)初美國(guó)天文學(xué)家公布的消息稱，太陽(yáng)系中擁有最多衛(wèi)星的行星木星被發(fā)現(xiàn)還有2顆新衛(wèi)星，這2顆衛(wèi)星是由美國(guó)卡內(nèi)基研究所的謝柏德在2011年9月觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。

    據(jù)介紹，這2顆新衛(wèi)星的直徑只有1到2公里，比月球還小，形狀不規(guī)則，其中一顆距離木星約2000多公里，公轉(zhuǎn)一圈約582天。另一顆距離木星約2300多公里，公轉(zhuǎn)一圈約725天。

    科學(xué)家表示，木星的66顆衛(wèi)星中，有52顆繞木星公轉(zhuǎn)的方向，和木星自轉(zhuǎn)方向相反，而且大多位于較遠(yuǎn)的外圍區(qū)域，因此，科學(xué)家推斷這些衛(wèi)星是被木星重力捕獲的彗星或小行星，不是木星的原生衛(wèi)星。