اكتشاف أقمار كوكب المشتري:
تم اكتشاف الأجسام الأولى في النظام الشمسي بواسطة تلسكوب (أي بواسطة جاليليو في عام 1610) كانت الأقمار الأربعة الأكثر لمعاناً لكوكب المشتري، والتي تسمى الآن أقمار جاليليو، وتم اكتشاف خامس قمر جوفيان المعروف باسم أمالثيا، من خلال الملاحظة المرئية بواسطة إدوارد إيمرسون بارنارد في عام 1892، تم العثور على جميع الأقمار الصناعية الأخرى المعروفة في الصور الفوتوغرافية أو الصور الإلكترونية التي تم التقاطها بالتلسكوبات الأرضية أو بواسطة الكاميرات الموجودة على مركبة فوييجر الفضائية، تم اكتشاف الحلقة متعددة المكونات لكوكب المشتري في صور فوييجر في عام 1979.
وفي علم الفلك تم تخصيص الأرقام الرومانية لأول 60 قمراً من أجل اكتشافها، تحتوي مدارات الأقمار الثمانية الداخلية على انحرافات منخفضة وميل منخفض؛ أي أن المدارات كلها تقريباً دائرية وفي مستوى خط الاستواء للكوكب، تسمى هذه الأقمار باسم الأقمار العادية، مدارات عشرات الأقمار التي تم العثور عليها خارج كاليستو لها ميول وانحرافات أعلى بكثير، مما يجعلها غير منتظمة.
يرتبط القمران الكبيران (Metis وAdrastea) ارتباطاً وثيقاً بنظام حلقات المشتري كمصادر للجزيئات الدقيقة وباعتبارهما رعاة متحكمين في الجاذبية، يساهم كل من أمالثيا وثيبي أيضاً في نظام الحلقات من خلال إنتاج حلقات جوسامر ضعيفة جداً على مسافة أبعد قليلاً من الكوكب، قد تكون هناك أقمار صغيرة إضافية غير مكتشفة بالقرب من كوكب المشتري، يكاد يكون من المؤكد أن هناك أقمار غير منتظمة أبعد من تلك التي تم اكتشافها حتى الآن.
أهم أقمار كوكب المشتري:
- أقمار الجليل: اقترح جاليليو تسمية أقمار جوفيان الأربعة التي اكتشفها عام 1610 بالنجوم الطبية؛ وذلك تكريماً لراعيه كوزيمو الثاني دي ميديتشي، لكن سرعان ما عُرفوا باسم أقمار جاليليو تكريماً لمكتشفهم، اعتبر جاليليو وجودها كحجة أساسية لصالح النموذج الكوبرنيكي للنظام الشمسي، حيث تدور الكواكب حول الشمس، كانت مداراتهم حول المشتري في انتهاك صارخ للنظام البطلمي، حيث يجب أن تتحرك جميع الأجرام السماوية حول الأرض.
من أجل زيادة المسافة من الكوكب تسمى هذه الأقمار الصناعية (Io وEuropa وGanymede وCallisto) للأرقام المرتبطة ارتباطاً وثيقاً بالمشتري في الأساطير اليونانية، تم تعيين الأسماء من قبل عالم الفلك الألماني سيمون ماريوس المنافس والمعاصر لغاليليو، والذي من المحتمل أن يكون قد اكتشف الأقمار الصناعية بشكل مستقل، وقد ثبت أن هناك ملاءمة خاصة في اختيار اسم (Io) (المتجول ويعني باليونانية iōn بمعنى الذهاب)، وله تأثير غير مباشر على الأيونوسفير لكوكب المشتري.
على الرغم من أن الأقطار التقريبية والخصائص الطيفية لأقمار الجليل قد تم تحديدها من خلال الملاحظات الأرضية، إلا أن بعثات (Voyager) هي التي أسست بشكل لا يمحى هذه الأجسام الأربعة كعوالم في حد ذاتها، قدمت بعثة جاليليو ثروة من البيانات الإضافية، وقبل فوييجر كان معروفاً أن كاليستو وجانيميد (كلاهما بحجم كوكب عطارد أو أكبر منه) لديهم أسطح مغطاة بجليد الماء؛ لذلك نجد أن مدار آيو محاط بحلقة من الذرات والأيونات التي تشمل الصوديوم والبوتاسيوم والكبريت وأن للقمرين الجاليليين الداخليين كثافة أكبر بكثير من تلك الخاصة بالقمرين الخارجيين.
- قمر كاليستو: تهيمن الحفر على السطح الجليدي لهذا القمر الصناعي بحيث لا توجد سهول ناعمة مثل ماريا المظلمة التي لوحظت على القمر، بعبارة أخرى يبدو أنه لا توجد مناطق في كاليستو، حيث أدى صعود المواد من النشاط الداخلي اللاحق إلى محو أي سجل من القصف المبكر، تم تشكيل سجل لهذا القمر من خلال اصطدام الحطام (نوى المذنب والمواد الكويكبية) بشكل أساسي خلال أول 500 مليون سنة بعد تكوين النظام الشمسي بنفس الطريقة التي تم بها إنتاج الحفر على القمر.
ويتوافق المظهر غير المعدل للسطح مع عدم وجود مساحة داخلية متباينة له، من الواضح أنه لم يحدث أي تسخين عالمي ناتج عن المد والجزر وما يترتب عليه من ذوبان في كاليستو، وذلك على عكس أقمار غاليليو الثلاثة الأخرى، كشفت المركبة الفضائية جاليليو أن الفوهات التي يقل حجمها عن 10 كيلومترات (6 أميال) مخبأة بسبب انجرافات المواد الدقيقة والداكنة التي تشبه خليط من المعادن الطينية.
بالإضافة إلى الجليد المائي السائد يوجد ثاني أكسيد الكربون الصلب على السطح، ويتسرب الغلاف الجوي الضعيف للغاية من ثاني أكسيد الكربون ببطء إلى الفضاء، المكونات الأخرى السطحية النادرة هي بيروكسيد الهيدروجين الذي ينتج على الأرجح من الجليد عن طريق تفاعلات كيميائية ضوئية مدفوعة بالأشعة فوق البنفسجية الشمسية، (مركبات الكبريت والكبريت) وربما تأتي من (Io) والمركبات العضوية التي قد تكون ناتجة عن تأثيرات المذنبات، يمتلك كاليستو مجالاً مغناطيسياً ضعيفاً ناتجاً عن مجال المشتري، والذي قد يشير إلى وجود طبقة من الماء السائل أسفل قشرته الجليدية.
- قمر جانيميد: على عكس (Callisto) يكشف قمر جانميد (Ganymede وهو قمر صناعي جليدي بنفس القدر) عن بقع مميزة من التضاريس المظلمة والخفيفة، هذا التباين يذكرنا بسطح القمر، ولكن الإجابة على أي تضاريس جاءت أولاً معكوسة تماماً، على عكس القمر فإن المناطق المظلمة في جانيميد هي المناطق الأقدم، والتي تُظهر أكبر تركيز للحفر، والمناطق الضوئية أصغر سناً تكشف عن نمط معقد من التلال والأخاديد المتوازية والمتقاطعة بالإضافة إلى الحفر ذات التأثير الساطع غير المعتاد التي تحيط بها عادةً أنظمة من الأشعة.
- قمر آيو: من خلال تلسكوب من الأرض يظهر (Io) باللون البرتقالي المحمر، في حين أن الأقمار الأخرى محايدة في لون خفيف، لا يظهر طيف الأشعة تحت الحمراء (لـ Io) أي دليل على خصائص امتصاص جليد الماء، توقع العلماء أن يبدو سطح (Io) مختلفاً عن أقمار المشتري الأخرى، لكن صور (Voyager) كشفت عن منظر طبيعي أكثر غرابة مما كان متوقعاً.
أقمار صناعية أخرى لكوكب المشتري:
القمر الآخر الوحيد لجوفيان الذي كان قريباً بدرجة كافية من مسارات مركبة فوييجر الفضائية للسماح برؤية معالم السطح كان أمالثيا، وهو صغير جداً لدرجة أن مجال جاذبيته ليس قوياً بما يكفي لتشويهه إلى كرة، وله شكل غير منتظم ومستطيل، مثل قمر (Io) يظهر سطحه لوناً ضارب إلى الحمرة قد ينتج عن طلاء مركبات الكبريت التي تطلقها براكين (Io)، بالإضافة إلى تقديم صور جديدة لأمالثيا تمكنت مركبة غاليليو المدارية من رؤية تأثير التأثيرات على ثيب وميتيس.
جميع الأقمار الداخلية الثلاثة في كوكب المشتري مقفلة تدريجياً مع إبقاء الوجه نفسه موجهاً نحو المشتري، حيث أن الثلاثة جميعهم أكثر سطوعاً بنسبة 30 بالمائة تقريباً على جوانبهم الأمامية، ويفترض أن ذلك نتيجة لتأثيرات النيازك الصغيرة، تتميز أمالثيا بكثافة منخفضة بشكل ملحوظ مما يشير إلى هيكل مسامي للغاية قد يكون ناتجاً عن التحطم الداخلي من خلال التأثيرات.
