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探索太阳系就像剥洋葱一样。 每剥开新的一层，人们就会发现新的谜团，每一个谜团都比上一层更令人费解。 当涉及到木星的卫星系统时，尤其是它的四个最大卫星-艾欧，欧罗巴，木卫三和卡利斯托。 为了纪念它（她）们的创始人，这些卫星被称为伽利略卫星，它们拥有很多的神奇的环境特征，这些奇观也让科学家们忙了几个世纪。

作为最靠近木星的卫星，它不仅是太阳系中的第四大卫星，也是所有已知卫星中密度最高的，并且还是太阳系中已知最“干燥”的东西。 它也是仅有的四个已知经历活火山活动的天体之一，并且拥有400多个活火山，是太阳系中地质最活跃的天体。

发现和命名：像所有伽利略卫星一样，伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）于1610年1月使用自己设计的望远镜发现了它。当时，由于那个时候的望远镜的分辨率比较低，伽利略没办法区分它和欧罗巴（木卫二），因此将两者记录为一个单一的光点。但是，在第二天就首次发现它们是两个不同的天体。他的观测结果于1610年3月发表在他的《星际使者》（Sidereus Nuncius）中。

1614年，德国天文学家西蒙·马里乌斯（Simon Marius）在他的《木星世界》（Mundus Jovialis）中声称，他自己独自同时发现了这两颗卫星。以为伽利略首先通过发表发现而收获了名声，根据马吕斯的建议（应约翰内斯·开普勒的奉命）， 西蒙的观点最终被采用，尽管直到20世纪才被采用。在此之前，根据伽利略的称号，艾奥被称为木星I。

在费城富兰克林学院的一次展览中，伽利略的望远镜用手写的字样指明了镜头的放大倍率。

图片来源：AP Photo / Matt Rourke

与其他伽利略卫星一样，艾欧以宙斯的恋人（希腊语中为宙斯，罗马语中为朱庇特）命名。根据神话传说，她是希腊阿尔戈斯地区的赫拉的女祭司和赫拉克勒斯的祖先。艾欧地表上的特征以神话中的人物和地点命名，但也以各种神话中的火神，火山，太阳和雷声以及但丁的地狱的字符和地点（由于其拥有很多火山的特点）而命名。

迄今为止，国际天文学联合会已经批准了225个火山，山脉，高原和大型反照率特征①的名称。比如Prometheus，Pan Mensa，Tvashtar Paterae和Tsui Goab Fluctus。

大小，质量和轨道：艾欧的平均半径为1821.6±0.5 km，质量为8.93×1022 kg。其大小相当于0.286个地球，并且质量是地球的0.015倍。 Io绕木星以421,700 km（0.002819 天文单位）的平均距离（半长轴）运行。它具有较小的偏心率（0.0041），导致其轨道在近拱点②时为420,000 km（0.002807 天文单位）到423,400 km（0.002830 天文单位）之间发生变化。

作为最靠近土星的伽利略卫星，它也是木星发出的第五颗卫星，其轨道介于提比小卫星（木卫十四）和欧罗巴（木卫二）之间。像其他伽利略卫星和其他卫星一样，艾欧的自转与其轨道周期同步旋转，几乎保持一面始终指向木星的状态。

艾欧（左下方），月球（左上方）和地球之间的大小比较。

图片来源：NASA / JPL /亚利桑那大学

艾欧大约需要42.5小时才能完成围绕木星的一个轨道，并且与欧罗巴处于2：1的平均运动③轨道共振④，与Ganymede处于4：1的共振。这意味着当欧罗巴走完每一个轨道艾欧都完成了两个木星轨道，而对于木卫三的每个轨道艾欧是四个轨道。这种共振有助于维持其轨道偏心率（0.0041），从而为其地质活动提供主要的热源。

：反照率特征（albedo feature）是行星、卫星等太阳系天体某个反照率和邻近区域相比特别高或低（即特别亮或暗）的区域。：拱点（apsis，复数为apsides）是指一个物体的运动轨道的极端点；在天文学中，这个词是指在椭圆轨道上运行的天体最接近或最远离它的引力中心（通常也就是系统的质量中心）的点。最靠近引力中心的点称为近拱点（periapsis）或近心点（pericentre），而距离最远的点就称为远拱点（apoapsis）或远心点（apocentre）。连接近拱点和远拱点的直线称为拱点线，是椭圆的长轴，也是椭圆内最长的直线段。：平均运动n是表征一颗卫星绕其椭圆轨道运行速度的物理量。除了轨道是正圆形外，平均运动都是一个平均值，并不能反映出即时的角速率。在卫星轨道参数中，平均运动的单位一般为“周期/天”。

G为引力常量，M和m 为两个绕行天体的质量，a为半长轴长度

：轨道共振（orbital resonance）是天体运动中出现的各种共振现象的泛称。原是指两天体之间的轨道-轨道共振，即两个天体各自以平太阳（见平太阳日）速度n1和n2绕同一中心天体运行，满足条件n1/n2=p/q（p，q为正整数），即构成两个运行轨道之间的p/q轨道共振。是天体力学中的一种效应与现象，是当在轨道上的天体于周期上有简单（小数值）的整数比时，定期施加的引力影响到对方所产生的

作者： universetoday

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