木衛二

木衛二

要據
察者	伽利略、馬里烏斯
察之時日	西元一六一〇年一月
距木星	六十七萬一千一百公里
離心率	千分之九
軌道週期	三日有半
軌道傾角	零點四七度
半徑	一千五百六十點八公里
密度	每立方公尺三千零一十公斤
自轉期	同步
反照率	百分之六十八
表層氣壓	坤輿海平之氣，千億分之而得其一
大氣結構	以氧為主

木衛二，亦稱歐羅巴（拉丁語Europa）者，木星之衛星也。論及大小，木衛第四；論其遠近，伽利略諸侍星之中，次居第二。翡冷翠人伽利略就而考之；伽利略諸侍星凡四，此居其一。冰殼覆其表，鐵核居其中；裂紋縱橫其面，隕坑寥落其間。冰下或藏鹹海，其水倍於滄溟；磁變可徵其流，潮汐可致其熱。美國航空暨太空總署以為，求生機於坤輿之外，此地或堪寄望。

伽利略諸侍星，依同比而列；自左而右，以去木星之遠近為次，曰木衛一、木衛二、木衛三、木衛四。

溯源

伽利略自製窺遠鏡以觀天。一六一〇年一月七日，入夜之第一時，木星見於鏡中，旁有小星三，伽利略初以為恆星。翌夜復觀，三星俱在其西；至十日，唯見二星，俱在其東。十三日，始見四星。伽利略遂斷其為遊星，或先或後，終不越其界限；繞木而行，猶金水之環日。伽利略撰《星際使者》（拉丁語Sidereus Nuncius）以布其事，是年三月署其獻辭於帕多瓦，獻諸托斯卡納大公科西莫二世，名之曰美第奇之星（拉丁語Medicea Sidera）。

同時有德意志人馬里烏斯，亦以遠鏡窺木。其自言儒略曆一六〇九年十二月二十九日，已見木旁小星三，當格里曆一六一〇年一月八日。一六一四年，著《木星世界》（拉丁語Mundus Iovialis），述其所觀。先見後見，相去一夕；先刊後刊，相距四年。伽利略疑其掠美，爭端由是而起，詳見〈疑義〉。

馬里烏斯之像，鐫於《木星世界》，一六一四年所刊。

諸星之名，初以次數稱之。伽利略手稿，自近木者始，以數第之，然未嘗見於刊本；馬里烏斯亦用其法。今天文之錄，猶以第二記此星。馬里烏斯又記開普勒之議。一六一三年十月，二人相會於雷根斯堡之市，開普勒謂詩人多譏朱庇特之私愛，宜取其所愛者名其侍星；馬里烏斯從之，名其第一曰艾奧，第二曰歐羅巴，第三曰蓋尼米德，第四曰卡利斯托。歐羅巴者，阿革諾耳之女，希臘神話謂宙斯所攫者也。美第奇之號，盛於當世；神話之名，復於後時。蓋十七世紀之中，諸星多以美第奇稱之；至一八四七年，約翰·赫歇爾以神話之名名鎮星諸衛，馬里烏斯之議乃復行，遂為定例。歐羅巴之名，至是始通行焉。

遠鏡之說，明季亦見於華籍。明徐光啟等撰《五緯曆指》，入《新法算書》卷三十六，中有〈新星解〉，述遠鏡所見曰「木星目見一星今用逺鏡見五星木星為心别有四小星常環行其上下左右」。其書以乙丙丁戊次四星，又曰「丙星行一周為三日五十三刻有竒」；論其去木之遠，則曰「次小星圏半徑為木星四徑」。所載九測，始於萬曆壬子，即萬曆四十年。湯若望撰《遠鏡說》，《古今圖書集成》錄其〈四星隨木圖說〉曰「用遠鏡以觀木星，則見有四小星左右隨從，護衛木君者。」昔稱小星，以次而別；今名木衛，以數相承。今測此星繞木一周，三日有半，與丙星之數相近，蓋即其星也。

形質

木衛二之徑，略當月之九成。半徑一千五百六十點八公里，每立方公尺重三千零一十公斤。去木星六十七萬一千一百公里，三日有半而一周；一面常向木星，未嘗易其所向。木衛一、木衛二、木衛三三星，其行相諧。木衛三一周之間，此星再周，而木衛一四周。相引以時，軌不能圓；遠近既殊，潮汐乃作。伸縮不已，其面以裂。冰下果有海，則海底或有火山熱泉之事。此其軌道之大略也。

美國航空暨太空總署繪木衛二內構二說。上圖謂堅冰之下，有溫冰翻湧；下圖謂冰下有水，深或逾百公里。

其內之構，安德森諸家據伽利略號四過之無線電都卜勒之數，推其分層，以為大抵如此。核以金鐵，幔以巖石；冰水相兼，覆於其表。然金石混一之說，其數亦未能盡斥。其冰水之層，厚約八十公里至一百七十；其核之大，或及半徑之半。美國航空暨太空總署則謂冰殼厚十五公里至二十五，其下海深六十公里至一百五十。二說所量，詳略不同，具見〈疑義〉。

伽利略號攝於二十世紀九十年代之末，二〇一四年十一月重理其色，近乎目之所見。藍白之處多純冰，赤褐之處雜他質。

一九七二年，學者以基特峰天文臺之窺遠鏡，用分光之術觀之，知其面多為水冰。其後航海家之圖，見其面明於月，帶脊交錯，而巨坑、高崖、大山皆少。不列顛百科謂太陽系所知堅實之體，其面之平，莫之或先。隕坑既寡，其面甚新；度其年歲，不過四千萬年至九千萬。裂廣一二公里，延袤數千公里；脊高數百公尺，帶並數裂而張。裂旁赤褐之物，或含鹽硫之質，與冰相雜，受輻射而變。又有亂地，冰殼破碎，赤物覆之；二〇一一年，學者據伽利略號之數，以為冰中或藏透鏡之湖，其上崩陷，乃成此地。冰塊之大者，廣三十公里，轉側傾欹，而後復凝。凹坑穹丘，疑其冰猶翻湧，其地未必寂然也。

伽利略號三過木衛二所攝，合而成圖。冰殼裂為板塊，漂移而易其位；赤者多雜他質，白者為隕坑濺出之物。所示之地，廣袤約二百五十公里與二百公里。

其氣甚薄。一九九五年，霍爾諸家測得氧原子之輝，以為木星磁層之電子擊其氧分子而發光。冰解而氫逸，氫去而氧存。其壓之微，以坤輿海平之氣千億分之，乃得其一。此木衛二之所以有氧而無厚氣也。

冰下之海

冰下有海之說，伽利略號之磁測為其要據。二〇〇〇年一月三日，伽利略號近木衛二而過，時在木星磁赤道之南甚遠，外場之向，與前數過迥異。磁強計所測之變，正合冰下有導電之殼；其場隨時而易，非星之所固有，乃外場所感而生。外場一轉，內應隨之；其流導電，其水蓋鹹。基維爾森諸家總其篇，謂此足壯冰下有海之論。

美國航空暨太空總署論生機，以為所需者三，曰液水，曰元素，曰能源。其海或與太陽系同壽，歷四十億年，其時足以孕生。碳氫氮氧磷硫，諸質或備。光照不及，惟恃化學之能；輻射所侵，或成海中之養。然生機之有無，猶俟後察。

探測

二十世紀七十年代之初，先驅者十號、十一號過木星；然詳攝木衛之面者，始自航海家一號、二號。一九七九年三月四日，航海家一號最近木星，於約二百萬公里外，攝木衛二之全貌；七月九日，航海家二號最近木衛二。帶紋兩岸，契合如符；暗冰流入，填其裂罅。學者由是知其面嘗動，而望伽利略號之往焉。

伽利略號以一九八九年發，一九九五年入木星之軌。初任既畢，續以「伽利略歐羅巴任務」，前後近過此星凡十二度。磁變既測，冰海之說以興；亂地既窺，冰殼之碎以明。伽利略號察木系，自一九九五年至二〇〇三年而止。

朱諾號以二〇二二年九月二十九日所攝，裂紋、脊、帶縱橫其上；伽利略號舊圖粗略之處，得此以補之。

二〇二二年九月二十九日，朱諾號過木衛二，相距三百五十二公里。前此伽利略號以二〇〇〇年一月三日過之，相距三百五十一公里。先後相隔，二十二載；遠近相差，僅一公里。舊觀新觀，遂可相參矣。

歐羅巴快帆號示意之圖。帆板與天線盡展，長約三十點五公尺，廣約十七點六公尺。

二〇二四年十月十四日，美國航空暨太空總署發歐羅巴快帆號（Europa Clipper），乘獵鷹重型火箭，起於佛羅里達之甘迺迪太空中心。帆板既展，首尾三十點五公尺；載料而計，重五千九百公斤。先過熒惑，次返坤輿；借其引力，以增其速。計以二〇三〇年四月抵木星，近過木衛二凡四十九度；二〇三一年始專事察驗，近者距其面二十五公里。儀器九具，兼測重力；雷達以透其冰，熱儀以覓其噴。歐洲太空總署之木星冰月探測器（JUICE），以二〇二三年四月十四日乘亞利安五號，發於法屬圭亞那；計以二〇三一年七月抵木星，歷過木衛二、木衛三、木衛四，終繞木衛三而行。二船並至，同察木系；冰海之有無，或可由是而決焉。

疑義

孰先見之，說者不一。伽利略記一月七日見三星，十三日始見四星，然其書未言七日所見孰為此星。馬里烏斯所言之日，後伽利略一夕；其說後四年始刊，又無佐證。一六二三年，伽利略著《試金者》，斥之為剽竊。不列顛百科以為馬里烏斯蓋同年自得之；阿什沃思則以為伽利略之怒，亦有其由。或許其自得，或斥其掠美。是非之決，猶俟來者。

冰海之厚薄，諸家所量不一。安德森諸家謂冰水之層，厚八十公里至一百七十；美國航空暨太空總署謂冰殼十五公里至二十五，其下海深六十公里至一百五十；不列顛百科則謂冰殼厚約一百五十公里。美國航空暨太空總署亦言，冰下有海，其據雖強，猶待後之使船證之。諸說並存，以俟考焉。

噴流之有無，亦未有定。伽利略號在木系之時，未見噴流。二〇一三年十二月，羅斯諸家據哈伯太空望遠鏡之紫外光譜，見南半球之上有輝，以為水汽二柱，高約二百公里。斯帕克斯諸家乘其過木星之面，攝之十度，三度似有噴跡；然亦言當慎。帕加尼尼諸家以夏威夷之凱克天文臺，自二〇一六年二月至翌年五月，凡觀十七日，唯一日測得水汽，謂其噴發甚稀。或見或否，時有時無。快帆號之熱儀，將尋其近噴之跡，其事之真，待之而明。