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，她代表了神，其周期被賦予了神圣的意義。古典時期和中世紀時期，月球被認為是一個環(huán)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(wèi)星較諸地球大小圖
然而，1610年，天文學家伽利略將望遠鏡指向木星，并注意到木星周圍的“四顆運動的天體”時，我們對衛(wèi)星的理解發(fā)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(wèi)星——在某些情況下，甚至有幾十個或更多。那么太陽系中有到底有多少個衛(wèi)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(jīng)確認的任何一顆繞太陽系運行的衛(wèi)星（即與IAU在2006年采用的定義一致的那些衛(wèi)星），那么我們可以說目前已知的衛(wèi)星有173顆。然而，如果我們把標準放低到矮行星的環(huán)繞衛(wèi)星，那么這個數(shù)字會攀升至182。
圖解:按比例顯示的衛(wèi)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(wèi)星已經(jīng)被觀測到（截至2012年1月）。這包括小行星帶中帶有衛(wèi)星的的76個已知物體，四個木星的特洛伊衛(wèi)星，39個近地天體（其中兩個有兩顆衛(wèi)星），14個火星穿越者和84個海王星外天體的自然衛(wèi)星。在土星環(huán)內觀察到大約150個小天體。如果我們把所有這些都包括在內，那么我們可以說太陽系有545顆已知衛(wèi)星。
內太陽系：
內太陽系的行星——水星，金星，地球和火星——都是陸地行星，這意味著她們由硅酸鹽巖，以及不同于金屬地核、硅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(qū)域內幾乎沒有衛(wèi)星。
總而言之，在內太陽系，只有三顆自然衛(wèi)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(wèi)星，但人們相信這些衛(wèi)星在行星表面容易受到影響。這種衛(wèi)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她固定在軌道上的碎片環(huán)上，隨著時間的推移合并形成衛(wèi)星。地球和火星能夠保留衛(wèi)星，主要是因為她們位于內行星的最外層。
地球只有一顆天然衛(wèi)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(wèi)星來說是相當大的。她也是我們太陽系中第二大密度的衛(wèi)星（在木衛(wèi)一之后），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(tǒng)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。這次撞擊將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(wèi)星——火衛(wèi)一和火衛(wèi)二。就像我們自己的月球一樣，兩個衛(wèi)星都與火星潮汐鎖定，因此她們始終只有一面朝向火星。與我們的月亮相比，她們在外觀上比較粗糙，更像小行星，并且也小得多。因此，流行的理論認為她們曾經(jīng)是被木星引力踢出主帶的小行星，然后被火星所捕獲。
較大的衛(wèi)星是火衛(wèi)一，其名字來自希臘語，意思是“恐懼”（即恐懼癥）。火衛(wèi)一的直徑僅為22.7公里，其軌道比火衛(wèi)二更接近火星。與月球——在離地球384,403公里的軌道上運行——相比，火衛(wèi)一的軌道平均距火星僅9,377公里。
圖解:火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，由火星偵察軌道器拍攝。圖片來源：NASA
火星的第二個衛(wèi)星是火衛(wèi)二，名字來源于希臘語中的恐慌。她更小，僅有12.6公里寬，而且形狀也不規(guī)則。她的軌道離火星更遠，距離為23,460公里，這意味著火衛(wèi)二需要30.35小時才能繞火星一周。
這三個衛(wèi)星是在內太陽系內發(fā)現(xiàn)的全部衛(wèi)星（至少按傳統(tǒng)的定義）。但是向外看，我們發(fā)現(xiàn)這真的只是冰山一角。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(qū)域，每個星球都有一個龐大的衛(wèi)星系統(tǒng)；木星和土星的衛(wèi)星甚至達到數(shù)百。到目前為止，共有170顆衛(wèi)星被確認在外圍行星軌道上運行，同時還有數(shù)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(wèi)星。目前，木星系包括67個已知的衛(wèi)星，但據(jù)估計她可能有多達200個衛(wèi)星和小型衛(wèi)星（其中大部分尚未得到確認和分類）。
四個最大的木星衛(wèi)星被稱為伽利略衛(wèi)星（以其發(fā)現(xiàn)者伽利略命名）。她們包括：我們太陽系中火山活動最頻繁的天體木衛(wèi)一；被懷疑有大量的地下海洋木衛(wèi)二；太陽系中最大的衛(wèi)星木衛(wèi)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(wèi)四，
圖解:木星和伽利略衛(wèi)星的圖示。圖片來源：NASA
然后是內部組（或木衛(wèi)五組），由四個小衛(wèi)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(wèi)十六，木衛(wèi)十五和木衛(wèi)十四。還有一些尚未被看見的內部小衛(wèi)星，這些衛(wèi)星還能補充和維持木星的微弱環(huán)形系統(tǒng)。
木星還有一系列不規(guī)則衛(wèi)星，比其他衛(wèi)星小得多，并且軌道更遠、更偏心。這些衛(wèi)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(wèi)星和小衛(wèi)星，但只有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，她的一些內部和外部衛(wèi)星相當大，從250到5000多公里不等。
傳統(tǒng)上，大多數(shù)土星的衛(wèi)星都以希臘神話中的巨人命名，并根據(jù)她們的大小，軌道和與土星的接近程度進行分組。最里面的衛(wèi)星和正規(guī)衛(wèi)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(guī)則衛(wèi)星的軌道半徑為數(shù)百萬公里，軌道周期持續(xù)數(shù)年，并在逆行軌道上運動。
圖解:土星（左下）和一些衛(wèi)星的拼貼畫：土衛(wèi)六, 土衛(wèi)二, 土衛(wèi)四, 土衛(wèi)五 和土衛(wèi)十二。圖片來源：NASA / JPL /空間科學研究所
在E環(huán)內軌道運行的內部大衛(wèi)星包括較大的土衛(wèi)一土衛(wèi)二，土衛(wèi)三和土衛(wèi)四。這些衛(wèi)星都是由水冰組成的，一般認為她們包括巖石核心和冰質的地幔和地殼。在土星E環(huán)之外運行的大衛(wèi)星在成分上與內部衛(wèi)星相似——即主要由冰水和巖石組成。
土衛(wèi)六的直徑為5150千米，質量為1,350×10^20千克，是土星最大的衛(wèi)星，占其軌道質量的96％以上。土衛(wèi)六也是唯一擁有自己大氣層的大型衛(wèi)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(huán)芳烴以及甲烷冰晶。
土衛(wèi)六的表面由于持續(xù)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(wèi)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(wèi)六的北極和南極地區(qū)以甲烷-乙烷湖的形式存在。
天王星有27顆已知的衛(wèi)星，分為大衛(wèi)星，內衛(wèi)星和不規(guī)則衛(wèi)星（與其他氣體巨星類似）。天王星的最大衛(wèi)星按大小順序分別是天衛(wèi)五, 天衛(wèi)一, 天衛(wèi)二, 天衛(wèi)四和天衛(wèi)三。這些衛(wèi)星的直徑和質量范圍從天衛(wèi)五的472 km和6.7 x 10^19 kg到天衛(wèi)三的1578 km和3.5 x 10^21 kg。這些衛(wèi)星中的每一個都特別暗，具有低鍵合力和幾何反照率。 天衛(wèi)一是最亮的，天衛(wèi)二是最暗的。
圖解：天王星衛(wèi)星的剪輯（從左到右） - 天衛(wèi)一，照片來源：NASA
天王星的所有大衛(wèi)星都被認為是在天王星形成后，周圍存在的吸積盤中形成的，或者是在其歷史早期遭受的巨大沖擊所造成的。每個大衛(wèi)星都是由大致相等數(shù)量的巖石和冰組成，除了主要由冰構成的天衛(wèi)五。
冰成分可能包括氨和二氧化碳，而巖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，冰冷的地幔圍繞巖石核心。
海王星擁有14顆已知的衛(wèi)星，其中一顆衛(wèi)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(wèi)星根據(jù)其軌道和距海王星的距離分為兩組——規(guī)則衛(wèi)星和不規(guī)則衛(wèi)星。海王星的規(guī)則衛(wèi)星——海衛(wèi)三,海衛(wèi)四, 海衛(wèi)五, 海衛(wèi)六, 海衛(wèi)七, S/2004 N 1, 以及海衛(wèi)八——是那些離海王星最近并且沿著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(guī)則衛(wèi)星由行星剩余的衛(wèi)星（包括海衛(wèi)一）組成。她們的軌道遠離海王星，傾斜、偏心且經(jīng)常逆行。唯一的例外是海衛(wèi)一，她的軌道接近行星，沿著一個圓形的軌道運行，盡管她是逆行的和傾斜的。
圖解：海衛(wèi)一的全球色彩馬賽克，由旅行者2號于1989年拍攝。圖片來源：NASA / JPL / USGS
按照與行星的距離，不規(guī)則的衛(wèi)星是海衛(wèi)一，海衛(wèi)二，海衛(wèi)九，海衛(wèi)十一，海衛(wèi)十二，海衛(wèi)十三和海衛(wèi)十——一組包括順行和逆行天體的衛(wèi)星。除了海衛(wèi)一和h海衛(wèi)二之外，海王星的不規(guī)則衛(wèi)星與其他巨行星的衛(wèi)星類似，據(jù)信是被海王星引力捕獲的。
海衛(wèi)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(wèi)星，也是唯一一個足以達到流體靜力平衡（即球形）的衛(wèi)星。她距離海王星354,759公里，位于行星的內外衛(wèi)星之間。
這些衛(wèi)星占據(jù)了太陽系中天然衛(wèi)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(fā)現(xiàn)了衛(wèi)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(wèi)星。這主要包括已經(jīng)確認繞冥王星，鬩神星, 妊神星和鳥神星軌道運行的自然衛(wèi)星。冥王星有五顆軌道衛(wèi)星，是經(jīng)確認最多的（可能會隨著進一步的觀測而改變）。
冥衛(wèi)一是冥王星中最大且軌道最近的衛(wèi)星，于1978年首次被天文學家詹姆斯·克里斯蒂在華盛頓使用外國海軍天文臺（USNO）的底片確認。冥衛(wèi)一之外有其他四個衛(wèi)星——冥衛(wèi)五, 冥衛(wèi)二, 冥衛(wèi)四和冥衛(wèi)三。
圖解：2015年7月11日，新視野號太空船最后接近冥王星系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)了冥衛(wèi)二和冥衛(wèi)三。這一團隊在2011年發(fā)現(xiàn)了冥衛(wèi)四。，第五顆也是最后一顆衛(wèi)星冥衛(wèi)五，于拍攝冥王星和冥衛(wèi)一的圖像時被新視野號航天器發(fā)現(xiàn)。
冥衛(wèi)一，冥衛(wèi)五和冥衛(wèi)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(wèi)二和冥衛(wèi)三的形狀呈橢圓形。 冥王星-冥衛(wèi)一系統(tǒng)很不尋常，因為她是太陽系中為數(shù)不多的重心位于主星表面之上的系統(tǒng)之一。簡而言之，冥王星和冥衛(wèi)一相互繞行，導致一些科學家聲稱她是一個“雙矮星系統(tǒng)”而不是矮行星和繞行衛(wèi)星。
另外，不同尋常的是每個天體都被另一個潮汐鎖定。冥衛(wèi)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。這也意味著每個旋轉周期等于整個系統(tǒng)圍繞其共同重心旋轉的周期。
2007年，雙子座天文臺對冥衛(wèi)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。這似乎表明冥王星確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(wèi)星被認為是由太陽系歷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(wèi)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，她有兩個已知的衛(wèi)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天文臺對Haumea進行觀察時發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)。
Hi'iaka是兩個之中位于外部的——直徑大約310公里——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(wèi)星是Haumea在撞擊過程中破碎的部分。
Namaka是這兩個中較小的，最里面的，于2005年6月30日被發(fā)現(xiàn)，并被昵稱為“Blitzen”。她是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(wèi)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(wèi)星，她以希臘神話中的Eris的女兒命名，于2005年9月10日——在發(fā)現(xiàn)Eris后幾個月——首次觀察到。這顆衛(wèi)星是由夏威夷凱克望遠鏡的一個團隊發(fā)現(xiàn)的，他們當時正忙著觀察四個最亮的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(wèi)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(fā)現(xiàn)，Makemake有一顆天然衛(wèi)星——被命名為S / 2015（136472）1（發(fā)現(xiàn)團隊昵稱為MK 2）。據(jù)估計直徑為175公里（110英里）公里，其半長軸距離Makemake至少21,000公里（13,000英里）。
最大和最小的衛(wèi)星：
太陽系中最大的衛(wèi)星是木衛(wèi)三，其直徑為5262.4公里（3270英里）。這不僅使她比地球的月亮更大，而且比水星更大——盡管只有水星質量的一半。至于最小的衛(wèi)星，要落在 S / 2003 J 9 和S / 2003 J 12 之間。這兩顆衛(wèi)星都是直徑約1公里（0.6英里）的木星衛(wèi)星。
圖解：伽利略號探測器拍攝的木衛(wèi)三照片。
在討論太陽系中已知衛(wèi)星的數(shù)量時，需要注意的一點是，這里的關鍵詞是“已知的”。隨著時間的流逝，越來越多的衛(wèi)星得到確認，而我們現(xiàn)在所了解的絕大多數(shù)衛(wèi)星只是在過去的幾十年才被發(fā)現(xiàn)。隨著我們的探索工作的繼續(xù)，以及我們的儀器的改進，我們可能會發(fā)現(xiàn)還有數(shù)百個潛伏在那里！
我們寫了很多在當今的的宇宙中關于太陽系衛(wèi)星的有趣文章。太陽系中最大的衛(wèi)星是什么？什么是太陽系的行星？地球有多少個衛(wèi)星？火星有多少個衛(wèi)星？木星有多少個衛(wèi)星？土星有多少個衛(wèi)星？天王星有多少個衛(wèi)星？海王星有多少個衛(wèi)星？
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. universetoday-風云飛楊-祈木
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