幾千年來，人類被夜空中的月亮深深震撼。對于許多古老的文化而言，它代表了神，其周期被賦予了神聖的意義。古典時期和中世紀時期，月球被認為是一個環繞地球的天體，就像當時其他已知的行星（水星，金星，火星，木星和土星）一樣。

圖解：太陽系部分衛星較諸地球大小圖

然而，1610年，天文學家伽利略将望遠鏡指向木星，并注意到木星周圍的“四顆運動的天體”時，我們對衛星的理解發生了革命性變化。從此，天文學家開始認識到，除了地球以外行星也可以有自己的衛星——在某些情況下，甚至有幾十個或更多。那麼太陽系中有到底有多少個衛星？

事實上，回答這個問題需要先澄清一點。如果我們談論的是已經确認的任何一顆繞太陽系運行的衛星（即與IAU在2006年采用的定義一緻的那些衛星），那麼我們可以說目前已知的衛星有173顆。然而，如果我們把标準放低到矮行星的環繞衛星，那麼這個數字會攀升至182。

圖解:按比例顯示的衛星，太陽系的幾顆小行星和彗星。圖片來源：Antonio Ciccolella

然而，在太陽系中超過200顆小行星衛星已經被觀測到（截至2012年1月）。這包括小行星帶中帶有衛星的的76個已知物體，四個木星的特洛伊衛星，39個近地天體（其中兩個有兩顆衛星），14個火星穿越者和84個海王星外天體的自然衛星。在土星環内觀察到大約150個小天體。如果我們把所有這些都包括在内，那麼我們可以說太陽系有545顆已知衛星。

内太陽系：

内太陽系的行星——水星，金星，地球和火星——都是陸地行星，這意味着它們由矽酸鹽岩，以及不同于金屬地核、矽酸鹽地幔和地殼的礦物質組成。由于多種原因，太陽系的這個區域内幾乎沒有衛星。

總而言之，在内太陽系，隻有三顆自然衛星繞行星——地球和火星的軌道運行。雖然科學家在理論上推斷過去水星和金星周圍有衛星，但人們相信這些衛星在行星表面容易受到影響。這種衛星稀疏的原因與太陽的引力影響有很大關系。

水星和金星都太靠近太陽（就水星而言其引力太弱）而無法捕獲一個過往的物體或者把它固定在軌道上的碎片環上，随着時間的推移合并形成衛星。地球和火星能夠保留衛星，主要是因為它們位于内行星的最外層。

地球隻有一顆天然衛星——我們所熟悉的月球，平均半徑為1737千米，質量為7.3477×10^22千克，是地球大小的0.273倍，質量的0.0123倍，這對于衛星來說是相當大的。它也是我們太陽系中第二大密度的衛星（在木衛一之後），平均密度為3.3464 g /cm3。

有人提出了月球形成的幾種理論。今天流行的假設是地月系統是由大約45億年前剛形成的原始地球，和火星大小的物體（名為忒伊亞(行星)）撞擊而形成的。這次撞擊将兩種物體的物質炸成軌道，最終聚集形成月球。

圖解：行星大碰撞

與此同時，火星有兩個衛星——火衛一和火衛二。就像我們自己的月球一樣，兩個衛星都與火星潮汐鎖定，因此它們始終隻有一面朝向火星。與我們的月亮相比，它們在外觀上比較粗糙，更像小行星，并且也小得多。因此，流行的理論認為它們曾經是被木星引力踢出主帶的小行星，然後被火星所捕獲。

較大的衛星是火衛一，其名字來自希臘語，意思是“恐懼”（即恐懼症）。火衛一的直徑僅為22.7公裡，其軌道比火衛二更接近火星。與月球——在離地球384,403公裡的軌道上運行——相比，火衛一的軌道平均距火星僅9,377公裡。

圖解:火衛一和火衛二，由火星偵察軌道器拍攝。圖片來源：NASA

火星的第二個衛星是火衛二，名字來源于希臘語中的恐慌。它更小，僅有12.6公裡寬，而且形狀也不規則。它的軌道離火星更遠，距離為23,460公裡，這意味着火衛二需要30.35小時才能繞火星一周。

這三個衛星是在内太陽系内發現的全部衛星（至少按傳統的定義）。但是向外看，我們發現這真的隻是冰山一角。想想吧，我們曾認為月亮是同類中唯一的一個！

外太陽系：

在小行星帶（和冰霜線）之外，情況就非常不同了。在太陽系的這個區域，每個星球都有一個龐大的衛星系統；木星和土星的衛星甚至達到數百。到目前為止，共有170顆衛星被确認在外圍行星軌道上運行，同時還有數百顆繞小型天體和小行星運行。

由于巨大的尺寸，質量和引力，相比其他行星，木星擁有太陽系中最多的衛星。目前，木星系包括67個已知的衛星，但據估計它可能有多達200個衛星和小型衛星（其中大部分尚未得到确認和分類）。

四個最大的木星衛星被稱為伽利略衛星（以其發現者伽利略命名）。它們包括：我們太陽系中火山活動最頻繁的天體木衛一；被懷疑有大量的地下海洋木衛二；太陽系中最大的衛星木衛三和也被認為有一個地下海洋，并具有太陽系中一些最古老的表面物質的木衛四，

圖解:木星和伽利略衛星的圖示。圖片來源：NASA

然後是内部組（或木衛五組），由四個小衛星組成，直徑小于200千米，軌道半徑小于200,000千米，軌道傾角小于半度。這些群體包括木衛十六，木衛十五和木衛十四。還有一些尚未被看見的内部小衛星，這些衛星還能補充和維持木星的微弱環形系統。

木星還有一系列不規則衛星，比其他衛星小得多，并且軌道更遠、更偏心。這些衛星按軌道和構成的相似性被分為多個家族，人們認為這很大程度上是由木星引力捕獲的大型天體碰撞造成的。

與木星相似，土星至少有150顆衛星和小衛星，但隻有53顆被賦予正式名稱。其中34個直徑小于10千米，另外14個直徑小于10至50千米。然而，它的一些内部和外部衛星相當大，從250到5000多公裡不等。

傳統上，大多數土星的衛星都以希臘神話中的巨人命名，并根據它們的大小，軌道和與土星的接近程度進行分組。最裡面的衛星和正規衛星都有小的軌道傾角、偏心率和前進軌道。與此同時，最外層的不規則衛星的軌道半徑為數百萬公裡，軌道周期持續數年，并在逆行軌道上運動。

圖解:土星（左下）和一些衛星的拼貼畫：土衛六, 土衛二, 土衛四, 土衛五 和土衛十二。圖片來源：NASA / JPL /空間科學研究所

在E環内軌道運行的内部大衛星包括較大的土衛一土衛二，土衛三和土衛四。這些衛星都是由水冰組成的，一般認為它們包括岩石核心和冰質的地幔和地殼。在土星E環之外運行的大衛星在成分上與内部衛星相似——即主要由冰水和岩石組成。

土衛六的直徑為5150千米，質量為1,350×10^20千克，是土星最大的衛星，占其軌道質量的96％以上。土衛六也是唯一擁有自己大氣層的大型衛星，其大氣冰冷、濃厚，主要由氮氣和少量甲烷組成。科學家們還注意到高層大氣中存在多環芳烴以及甲烷冰晶。

土衛六的表面由于持續的大氣霧而難以觀察，僅顯示出一些撞擊坑，低溫火山，以及顯然由潮汐風形成的縱向沙丘場。土衛六也是太陽系中除了地球以外唯一在表面有液體的物體，這些液體在土衛六的北極和南極地區以甲烷-乙烷湖的形式存在。

天王星有27顆已知的衛星，分為大衛星，内衛星和不規則衛星（與其他氣體巨星類似）。天王星的最大衛星按大小順序分别是天衛五, 天衛一, 天衛二, 天衛四和天衛三。這些衛星的直徑和質量範圍從天衛五的472 km和6.7 x 10^19 kg到天衛三的1578 km和3.5 x 10^21 kg。這些衛星中的每一個都特别暗，具有低鍵合力和幾何反照率。 天衛一是最亮的，天衛二是最暗的。

圖解：天王星衛星的剪輯（從左到右） - 天衛一，照片來源：NASA

天王星的所有大衛星都被認為是在天王星形成後，周圍存在的吸積盤中形成的，或者是在其曆史早期遭受的巨大沖擊所造成的。每個大衛星都是由大緻相等數量的岩石和冰組成，除了主要由冰構成的天衛五。

冰成分可能包括氨和二氧化碳，而岩石物質被認為是由碳質物質組成的，包括有機化合物(類似于小行星和彗星)組成的。這些成分被認為是分開的，冰冷的地幔圍繞岩石核心。

海王星擁有14顆已知的衛星，其中一顆衛星以希臘和羅馬神的名字命名（除了S/2004 N 1，目前尚未命名）。這些衛星根據其軌道和距海王星的距離分為兩組——規則衛星和不規則衛星。海王星的規則衛星——海衛三,海衛四, 海衛五, 海衛六, 海衛七, S/2004 N 1, 以及海衛八——是那些離海王星最近并且沿着位于海王星赤道平面的圓形軌道運行的天體。

海王星的不規則衛星由行星剩餘的衛星（包括海衛一）組成。它們的軌道遠離海王星，傾斜、偏心且經常逆行。唯一的例外是海衛一，它的軌道接近行星，沿着一個圓形的軌道運行，盡管它是逆行的和傾斜的。

圖解：海衛一的全球色彩馬賽克，由旅行者2号于1989年拍攝。圖片來源：NASA / JPL / USGS

按照與行星的距離，不規則的衛星是海衛一，海衛二，海衛九，海衛十一，海衛十二，海衛十三和海衛十——一組包括順行和逆行天體的衛星。除了海衛一和h海衛二之外，海王星的不規則衛星與其他巨行星的衛星類似，據信是被海王星引力捕獲的。

海衛一的平均直徑約為2700 km（mi），質量為214080±520 x 10^17 kg，是海王星最大的衛星，也是唯一一個足以達到流體靜力平衡（即球形）的衛星。它距離海王星354,759公裡，位于行星的内外衛星之間。

這些衛星占據了太陽系中天然衛星中最大的部分。然而，由于我們對儀器的不斷進行探索和改進，在小型天體的軌道上也發現了衛星。.

矮行星和其他天體：

如前所述，太陽系中有幾顆矮行星，TNOs（跨海王星物體）和其他天體也有自己的衛星。這主要包括已經确認繞冥王星，阋神星, 妊神星和鳥神星軌道運行的自然衛星。冥王星有五顆軌道衛星，是經确認最多的（可能會随着進一步的觀測而改變）。

冥衛一是冥王星中最大且軌道最近的衛星，于1978年首次被天文學家詹姆斯·克裡斯蒂在華盛頓使用美國海軍天文台（USNO）的底片确認。冥衛一之外有其他四個衛星——冥衛五, 冥衛二, 冥衛四和冥衛三。

圖解：2015年7月11日，新視野号太空船最後接近冥王星系統的圖像。圖片來源：NASA-JHUAPL-SWRI。

2005年，冥王星伴侶搜索小組使用哈勃太空望遠鏡同時發現了冥衛二和冥衛三。這一團隊在2011年發現了冥衛四。，第五顆也是最後一顆衛星冥衛五，于拍攝冥王星和冥衛一的圖像時被新視野号航天器發現。

冥衛一，冥衛五和冥衛四都足夠大，可以在自身重力作用下折疊成球形。與此同時，冥衛二和冥衛三的形狀呈橢圓形。 冥王星-冥衛一系統很不尋常，因為它是太陽系中為數不多的重心位于主星表面之上的系統之一。簡而言之，冥王星和冥衛一相互繞行，導緻一些科學家聲稱它是一個“雙矮星系統”而不是矮行星和繞行衛星。

另外，不同尋常的是每個天體都被另一個潮汐鎖定。冥衛一和冥王星總是以同一面相對；從任何一個天體的任何位置，另一個總是在天空中的相同位置，或總是模糊不清。這也意味着每個旋轉周期等于整個系統圍繞其共同重心旋轉的周期。

2007年，雙子座天文台對冥衛一表面的幾塊氨水化合物和水晶體進行了觀測，結果表明存在活躍的冰間歇泉。這似乎表明冥王星确實有一個溫暖的地下海洋，并且核心具有地質活躍性。冥王星的衛星被認為是由太陽系曆史早期冥王星與類似大小的身體之間的碰撞形成的。碰撞釋放的物質融入了冥王星周圍的衛星。

圖解：冥王星與其他最大的TNO和地球的比較（全部按比例顯示）。圖片來源：NASA / Lexicon

排在第二位的是Haumea，它有兩個已知的衛星——Hi'iaka和Namaka——以夏威夷女神的女兒命名。這兩個都是在2005年由Brown的團隊在W.M. Keck天文台對Haumea進行觀察時發現的。Hi’iaka，最初被加州理工學院團隊戲稱為“Rudolph”，于2005年1月26日被發現。

Hi'iaka是兩個之中位于外部的——直徑大約310公裡——且更大更亮的，每49天以幾近圓軌道繞行Haumea一次。紅外觀測表明其表面幾乎完全被純結晶水冰覆蓋。正因為如此，Brown和他的團隊推測此衛星是Haumea在撞擊過程中破碎的部分。

Namaka是這兩個中較小的，最裡面的，于2005年6月30日被發現，并被昵稱為“Blitzen”。它是Hi'iaka的質量的十分之一，在高度橢圓軌道上18天繞Haumea一次。兩個衛星繞Haumea的軌道都是高度偏心的。目前尚未對其質量進行估計。

Eris有一個叫做Dysnomia的衛星，它以希臘神話中的Eris的女兒命名，于2005年9月10日——在發現Eris後幾個月——首次觀察到。這顆衛星是由夏威夷凱克望遠鏡的一個團隊發現的，他們當時正忙着觀察四個最亮的TNO(冥王星、Makemake、Haumea和Eris)。

圖解：藝術家的構想——矮行星Eris及其唯一的天然衛星Dysnomia。圖片來源：NASA，ESA，Adolph Schaller(for STScI)

2016年4月，使用哈勃太空望遠鏡的寬視野相機-3觀測發現，Makemake有一顆天然衛星——被命名為S / 2015（136472）1（發現團隊昵稱為MK 2）。據估計直徑為175公裡（110英裡）公裡，其半長軸距離Makemake至少21,000公裡（13,000英裡）。

最大和最小的衛星：

太陽系中最大的衛星是木衛三，其直徑為5262.4公裡（3270英裡）。這不僅使它比地球的月亮更大，而且比水星更大——盡管隻有水星質量的一半。至于最小的衛星，要落在 S / 2003 J 9 和S / 2003 J 12 之間。這兩顆衛星都是直徑約1公裡（0.6英裡）的木星衛星。

圖解：伽利略号探測器拍攝的木衛三照片。

在讨論太陽系中已知衛星的數量時，需要注意的一點是，這裡的關鍵詞是“已知的”。随着時間的流逝，越來越多的衛星得到确認，而我們現在所了解的絕大多數衛星隻是在過去的幾十年才被發現。随着我們的探索工作的繼續，以及我們的儀器的改進，我們可能會發現還有數百個潛伏在那裡！

我們寫了很多在當今的的宇宙中關于太陽系衛星的有趣文章。太陽系中最大的衛星是什麼？什麼是太陽系的行星？地球有多少個衛星？火星有多少個衛星？木星有多少個衛星？土星有多少個衛星？天王星有多少個衛星？海王星有多少個衛星？

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. universetoday-風雲飛楊-祈木

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