天文|天文小科普：今天一起来了解下木卫一
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探索太阳系就像剥洋葱一样 。每剥开新的一层 ， 人们就会发现新的谜团 ， 每一个谜团都比上一层更令人费解 。当涉及到木星的卫星系统时 ， 尤其是它的四个最大卫星-艾欧 ， 欧罗巴 ， 木卫三和卡利斯托 。为了纪念它（她）们的创始人 ， 这些卫星被称为伽利略卫星 ， 它们拥有很多的神奇的环境特征 ， 这些奇观也让科学家们忙了几个世纪 。
作为最靠近木星的卫星 ， 它不仅是太阳系中的第四大卫星 ， 也是所有已知卫星中密度最高的 ， 并且还是太阳系中已知最“干燥”的东西 。它也是仅有的四个已知经历活火山活动的天体之一 ， 并且拥有400多个活火山 ， 是太阳系中地质最活跃的天体 。
发现和命名：像所有伽利略卫星一样 ， 伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）于1610年1月使用自己设计的望远镜发现了它 。 当时 ， 由于那个时候的望远镜的分辨率比较低 ， 伽利略没办法区分它和欧罗巴（木卫二） ， 因此将两者记录为一个单一的光点 。 但是 ， 在第二天就首次发现它们是两个不同的天体 。 他的观测结果于1610年3月发表在他的《星际使者》（Sidereus Nuncius）中 。
1614年 ， 德国天文学家西蒙·马里乌斯（Simon Marius）在他的《木星世界》（Mundus Jovialis）中声称 ， 他自己独自同时发现了这两颗卫星 。 以为伽利略首先通过发表发现而收获了名声 ， 根据马吕斯的建议（应约翰内斯·开普勒的奉命） ，西蒙的观点最终被采用 ， 尽管直到20世纪才被采用 。 在此之前 ， 根据伽利略的称号 ， 艾奥被称为木星I 。
在费城富兰克林学院的一次展览中 ， 伽利略的望远镜用手写的字样指明了镜头的放大倍率 。
图片来源：AP Photo / Matt Rourke
与其他伽利略卫星一样 ， 艾欧以宙斯的恋人（希腊语中为宙斯 ， 罗马语中为朱庇特）命名 。 根据神话传说 ， 她是希腊阿尔戈斯地区的赫拉的女祭司和赫拉克勒斯的祖先 。 艾欧地表上的特征以神话中的人物和地点命名 ， 但也以各种神话中的火神 ， 火山 ， 太阳和雷声以及但丁的地狱的字符和地点（由于其拥有很多火山的特点）而命名 。
迄今为止 ， 国际天文学联合会已经批准了225个火山 ， 山脉 ， 高原和大型反照率特征①的名称 。 比如Prometheus ， Pan Mensa ， Tvashtar Paterae和Tsui Goab Fluctus 。
大小 ， 质量和轨道：艾欧的平均半径为1821.6±0.5 km ， 质量为8.93×1022 kg 。 其大小相当于0.286个地球 ， 并且质量是地球的0.015倍 。Io绕木星以421,700 km（0.002819 天文单位）的平均距离（半长轴）运行 。 它具有较小的偏心率（0.0041） ， 导致其轨道在近拱点②时为420,000 km（0.002807 天文单位）到423,400 km（0.002830 天文单位）之间发生变化 。
作为最靠近土星的伽利略卫星 ， 它也是木星发出的第五颗卫星 ， 其轨道介于提比小卫星（木卫十四）和欧罗巴（木卫二）之间 。 像其他伽利略卫星和其他卫星一样 ， 艾欧的自转与其轨道周期同步旋转 ， 几乎保持一面始终指向木星的状态 。
艾欧（左下方） ， 月球（左上方）和地球之间的大小比较 。
图片来源：NASA / JPL /亚利桑那大学
艾欧大约需要42.5小时才能完成围绕木星的一个轨道 ， 并且与欧罗巴处于2：1的平均运动③轨道共振④ ， 与Ganymede处于4：1的共振 。 这意味着当欧罗巴走完每一个轨道艾欧都完成了两个木星轨道 ， 而对于木卫三的每个轨道艾欧是四个轨道 。 这种共振有助于维持其轨道偏心率（0.0041） ， 从而为其地质活动提供主要的热源 。
：反照率特征（albedo feature）是行星、卫星等太阳系天体某个反照率和邻近区域相比特别高或低（即特别亮或暗）的区域 。 ：拱点（apsis ， 复数为apsides）是指一个物体的运动轨道的极端点；在天文学中 ， 这个词是指在椭圆轨道上运行的天体最接近或最远离它的引力中心（通常也就是系统的质量中心）的点 。 最靠近引力中心的点称为近拱点（periapsis）或近心点（pericentre） ， 而距离最远的点就称为远拱点（apoapsis）或远心点（apocentre） 。 连接近拱点和远拱点的直线称为拱点线 ， 是椭圆的长轴 ， 也是椭圆内最长的直线段 。 ：平均运动n是表征一颗卫星绕其椭圆轨道运行速度的物理量 。 除了轨道是正圆形外 ， 平均运动都是一个平均值 ， 并不能反映出即时的角速率 。 在卫星轨道参数中 ， 平均运动的单位一般为“周期/天” 。
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