探索太陽系就像剝洋蔥一樣。 每剝開新的一層，人們就會發(fā)現(xiàn)新的謎團，每一個謎團都比上一層更令人費解。 當(dāng)涉及到木星的衛(wèi)星系統(tǒng)時，尤其是它的四個最大衛(wèi)星-艾歐，歐羅巴，木衛(wèi)三和卡利斯托。 為了紀(jì)念它（她）們的創(chuàng)始人，這些衛(wèi)星被稱為伽利略衛(wèi)星，它們擁有很多的神奇的環(huán)境特征，這些奇觀也讓科學(xué)家們忙了幾個世紀(jì)。

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作為最靠近木星的衛(wèi)星，它不僅是太陽系中的第四大衛(wèi)星，也是所有已知衛(wèi)星中密度最高的，并且還是太陽系中已知最“干燥”的東西。 它也是僅有的四個已知經(jīng)歷活火山活動的天體之一，并且擁有400多個活火山，是太陽系中地質(zhì)最活躍的天體。

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發(fā)現(xiàn)和命名：
像所有伽利略衛(wèi)星一樣，伽利略·伽利萊（Galileo Galilei）于1610年1月使用自己設(shè)計的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了它。當(dāng)時，由于那個時候的望遠(yuǎn)鏡的分辨率比較低，伽利略沒辦法區(qū)分它和歐羅巴（木衛(wèi)二），因此將兩者記錄為一個單一的光點。但是，在第二天就首次發(fā)現(xiàn)它們是兩個不同的天體。他的觀測結(jié)果于1610年3月發(fā)表在他的《星際使者》（Sidereus Nuncius）中。

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1614年，德國天文學(xué)家西蒙·馬里烏斯（Simon Marius）在他的《木星世界》（Mundus Jovialis）中聲稱，他自己獨自同時發(fā)現(xiàn)了這兩顆衛(wèi)星。以為伽利略首先通過發(fā)表發(fā)現(xiàn)而收獲了名聲，根據(jù)馬呂斯的建議（應(yīng)約翰內(nèi)斯·開普勒的奉命）， 西蒙的觀點最終被采用，盡管直到20世紀(jì)才被采用。在此之前，根據(jù)伽利略的稱號，艾奧被稱為木星I。

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在費城富蘭克林學(xué)院的一次展覽中，伽利略的望遠(yuǎn)鏡用手寫的字樣指明了鏡頭的放大倍率。

圖片來源：AP Photo / Matt Rourke

與其他伽利略衛(wèi)星一樣，艾歐以宙斯的戀人（希臘語中為宙斯，羅馬語中為朱庇特）命名。根據(jù)神話傳說，她是希臘阿爾戈斯地區(qū)的赫拉的女祭司和赫拉克勒斯的祖先。艾歐地表上的特征以神話中的人物和地點命名，但也以各種神話中的火神，火山，太陽和雷聲以及但丁的地獄的字符和地點（由于其擁有很多火山的特點）而命名。

迄今為止，國際天文學(xué)聯(lián)合會已經(jīng)批準(zhǔn)了225個火山，山脈，高原和大型反照率特征①的名稱。比如Prometheus，Pan Mensa，Tvashtar Paterae和Tsui Goab Fluctus。

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大小，質(zhì)量和軌道：
艾歐的平均半徑為1821.6±0.5 km，質(zhì)量為8.93×1022 kg。其大小相當(dāng)于0.286個地球，并且質(zhì)量是地球的0.015倍。 Io繞木星以421,700 km（0.002819 天文單位）的平均距離（半長軸）運行。它具有較小的偏心率（0.0041），導(dǎo)致其軌道在近拱點②時為420,000 km（0.002807 天文單位）到423,400 km（0.002830 天文單位）之間發(fā)生變化。

作為最靠近土星的伽利略衛(wèi)星，它也是木星發(fā)出的第五顆衛(wèi)星，其軌道介于提比小衛(wèi)星（木衛(wèi)十四）和歐羅巴（木衛(wèi)二）之間。像其他伽利略衛(wèi)星和其他衛(wèi)星一樣，艾歐的自轉(zhuǎn)與其軌道周期同步旋轉(zhuǎn)，幾乎保持一面始終指向木星的狀態(tài)。

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艾歐（左下方），月球（左上方）和地球之間的大小比較。

圖片來源：NASA / JPL /亞利桑那大學(xué)

艾歐大約需要42.5小時才能完成圍繞木星的一個軌道，并且與歐羅巴處于2：1的平均運動③軌道共振④，與Ganymede處于4：1的共振。這意味著當(dāng)歐羅巴走完每一個軌道艾歐都完成了兩個木星軌道，而對于木衛(wèi)三的每個軌道艾歐是四個軌道。這種共振有助于維持其軌道偏心率（0.0041），從而為其地質(zhì)活動提供主要的熱源。

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1. ：反照率特征（albedo feature）是行星、衛(wèi)星等太陽系天體某個反照率和鄰近區(qū)域相比特別高或低（即特別亮或暗）的區(qū)域。

2. ：拱點（apsis，復(fù)數(shù)為apsides）是指一個物體的運動軌道的極端點；在天文學(xué)中，這個詞是指在橢圓軌道上運行的天體最接近或最遠(yuǎn)離它的引力中心（通常也就是系統(tǒng)的質(zhì)量中心）的點。最靠近引力中心的點稱為近拱點（periapsis）或近心點（pericentre），而距離最遠(yuǎn)的點就稱為遠(yuǎn)拱點（apoapsis）或遠(yuǎn)心點（apocentre）。連接近拱點和遠(yuǎn)拱點的直線稱為拱點線，是橢圓的長軸，也是橢圓內(nèi)最長的直線段。

3. ：平均運動n是表征一顆衛(wèi)星繞其橢圓軌道運行速度的物理量。除了軌道是正圓形外，平均運動都是一個平均值，并不能反映出即時的角速率。在衛(wèi)星軌道參數(shù)中，平均運動的單位一般為“周期/天”。

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G為引力常量，M和m 為兩個繞行天體的質(zhì)量，a為半長軸長度

1. ：軌道共振（orbital resonance）是天體運動中出現(xiàn)的各種共振現(xiàn)象的泛稱。原是指兩天體之間的軌道-軌道共振，即兩個天體各自以平太陽（見平太陽日）速度n1和n2繞同一中心天體運行，滿足條件n1/n2=p/q（p，q為正整數(shù)），即構(gòu)成兩個運行軌道之間的p/q軌道共振。是天體力學(xué)中的一種效應(yīng)與現(xiàn)象，是當(dāng)在軌道上的天體于周期上有簡單（小數(shù)值）的整數(shù)比時，定期施加的引力影響到對方所產(chǎn)生的

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作者: universetoday

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