天文史上的今天：说说伽利略卫星的故事

小禹宇鱼

摘要：
1610年1月7日，木星的“伽利略卫星”被发现。什么是伽利略卫星？它们的名字是怎么来的？背后又有哪些争议？


木星和它的四颗最大的卫星——“伽利略卫星”
来源：NASA

“伽利略卫星”（Galilean moons）是木星最大的四颗卫星的总称，它们分别是木卫一“艾奥”（Io），木卫二“欧罗巴”（Europa），木卫三“盖尼美德”（Ganymede）以及木卫四“卡利斯托”（Callisto）。
“伽利略卫星”这个名字正是为了纪念最早发现它们的意大利天文学家伽利略。
但事实上，这段历史背后远比表面所呈现的更加复杂，其中依旧有些争议值得讨论。


伽利略（1564~1642）
来源：wiki
<hr/>01  发现过程与历史争议
天文史学家一般认为这几颗卫星是在1609年12月或者1610年1月份由意大利天文学家伽利略最先发现的。但不管是1609年还是1610年，有一点是可以确定的，那就是，伽利略最早在1610年1月7日的一份信件中首次提到了这一发现，因此这一日期也被视作是这几颗卫星被发现的日子。
一开始，伽利略只看到了其中的三个小亮点，并且他认为这些只是位置上比较靠近木星的恒星。
但随着后续观测的进行，到3月份的时候，伽利略已经意识到，这些小亮点其实有4个，并且更重要的是，它们并非固定不动，而是在围绕着木星转动，就像月球绕着地球转动——他很快意识到，这几个小亮点其实是木星的卫星。


伽利略出版的著作，其中描述了对木星卫星的发现
来源：wiki

当然，历史上对于伽利略是否真的是最先发现这几颗木星卫星的人这一点是存在争议的。比如后面要提到的德国天文学家马里乌斯，可以证明他至少是与伽利略几乎同时，且独立发现了这几颗卫星。
另外，中国战国时期的天文学家甘德曾经对木星有过详细的观察，可惜其著作几乎都已失传。但在唐代天文学家瞿昙悉达编著的《开元占经》引述其对木星观察的记录时，有诸如“若有小赤星附于其侧，是谓同盟”这类描述。
这极有可能是对木卫三的一次观察记载。如果果真如此，那么就表明甘德最迟在公元前346年就已经观测到木星的卫星，比伽利略和马里乌斯的观测早了2000多年。


业余天文望远镜中看到的木星与它的几颗伽利略卫星
来源：wiki

02 历史意义
这一发现具有极为重要的天文学意义。首先这一发现证明了天文望远镜作为天文观测重要工具的价值，它能够帮助我们看到肉眼看不到的暗弱天体。
但更加重要的是，这是人类首次观察到围绕其他天体——而不是地球，运行的天体。这违反了数千年来托勒密地心说的基本观点，对于旧有的地心说体系是一次重大的打击，该学说认为一切天体都是围绕地球运行的。
当然，伽利略使用望远镜进行观察，还有其他许多重要的发现，这些发现坚定了他对哥白尼日心说的支持，并从根本上宣告了地心说被历史抛弃的命运。我们此前曾经对此进行过论述：


伽利略逝世300多年后，“伽利略”号探测器拍摄的木卫一，表面全是火山口和硫磺，千疮百孔
来源：NASA

03 伽利略的命名与争议
1605年，伽利略曾经受邀担任美第奇家族的家庭数学教师，后来，伽利略曾经教过的孩子成为了伟大的托斯卡纳大公科西莫二世·德·美第奇。
为了争取获得对自己研究的资助，伽利略在取得这项发现之后，想要以声名显赫的美第奇家族的名字给这几颗木星卫星命名。
在1610年1月13日写给托斯卡纳大公秘书的一封信中，伽利略写道：
“上帝通过这种优雅却有些奇异的方式，让我有机会向我的主人证明我想要让他的威名永存于恒星之间的渴望。
由于我，作为第一发现者，有权为这些新的天体命名，那么我想，正如我们的先祖将他们那个时代最伟大的人物的名字置于天宇之中一样，我也想将最伟大的大公的名字镌刻于繁星之中。”


托斯卡纳大公科西莫二世·德·美第奇
来源：wiki

但是正如历史上多次发生的类似事件最后的结局一样。全世界的科学家同行们并不会采纳这样一种基于私心和谄媚的天体命名。今天对于这四颗木卫的命名，来自一位伽利略同时代的德国天文学家，而这就要牵扯到一段争议。

04 四颗卫星名字的来源
德国天文学家西门·马里乌斯（Simon Marius）在1614年出版的一本专著中宣称自己比伽利略更早发现了木星的卫星。这一做法激起了他与伽利略之间的不快和争议。伽利略在1623年的一本著作中指责马里乌斯“剽窃”。
具体情形究竟如何已经难以考证，但有一点是可以肯定的：从现有的资料来看，马里乌斯几乎与伽利略同时，且独立地发现了木星的四个卫星。


德国天文学家西门·马里乌斯（Simon Marius，1573~1625），这是一位杰出的观测家
来源：wiki

马里乌斯延续了西方用希腊神话来为太阳系天体命名的习惯，将围绕木星运行的这四颗卫星分别命名为Io, Europa, Ganymede和Callisto。
它们是希腊神话中天神宙斯（也就是木星“朱庇特”）的四位情人，朱庇特喜欢施展云雾，然后与这些情人们幽会。


“伽利略”探测器拍摄的木卫二图像，科学家们确信它的冰层下存在一个巨大的海洋
来源：NASA

这方面真的很有意思，有机会的确可以展开说一说，比如，2011年，美国宇航局发射的木星探测器名字叫“朱诺”（Juno），这是希腊神话中朱庇特的妻子，她拥有看穿朱庇特的云雾，洞察其不可告人秘密的能力。
基于这一神话故事，美国宇航局希望“朱诺”号探测器能够利用先进仪器“看穿”木星厚厚的云雾，洞察这颗气体行星的奥秘。


“伽利略”探测器拍摄的木卫三。这是太阳系最大的卫星，比水星还大
来源：NASA

总结一下，今天，1月7日，被认为是木星四颗最大卫星被首次发现的纪念日。这是承认了伽利略作为最早发现者的地位。
但这几颗卫星的具体命名却并没有按照伽利略的设想，而是由另一位独立的发现者，德国天文学家马里乌斯的方案：用朱庇特（木星）的四位秘密情人的命名为它的卫星们命名。
300多年后，人类先后发射了两艘专门的木星探测器，一艘以“伽利略”命名；
另一艘，则以朱庇特的妻子“朱诺”来命名，如果你了解这背后的神话故事，你会觉得这些命名，很有意思。
最后，木卫三最早的发现者，很有可能并非欧洲人，而是2000多年前我国战国时代的天文学家甘德。非常可惜，他的很多记载都失传了。


木卫四，感觉像是刚刚遭到了狂轰滥炸
来源：NASA
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编者按：
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