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伽利略之前，有人发现过木星卫星吗？

行星事务所

3年前浏览1594

这是为写上一篇文章（《追赶数年，一朝超越，这是新任太阳系卫星之王的故事》）查资料时一并整理的一点小趣闻。嗯，也可能不怎么有趣。

木星卫星最早是谁先发现的，这个其实是有争议的，但至少我们能确定，随着望远镜的发明，伽利略确实在1610年看到了四颗木星最大的卫星。

也就是说，最晚到1610年，人类已经发现木星有四颗卫星了。

木星的四颗最大的卫星：木卫一Io、木卫二Europa、木卫三Ganymede、木卫四Callisto，如今也被称为“伽利略卫星”。它们与木星的距离没有按照比例。来源：维基

但是呢，从地球上看木卫，尤其是木卫三和木卫四其实算是挺容易的，天文摄影爱好者们借助望远镜很容易就能拍到——因为这俩货实在是太大了，木卫三的直径是月球的约1.5倍，比水星还要大不少，木卫四小一点，也和水星差不多大了。

月球、木卫四和地球的相对大小。来源：维基

一个很自然的想法是：天上这么大一东西，在望远镜出现之前有人看到过么？

席泽宗院士在1981年曾提出，早在伽利略发现木卫的两千多年前，我国战国时的天文学家甘德就可能看到过木卫 [1]。

唐代瞿昙悉达编的《开元占经》一书里，卷23 引《岁星占》中有这么一段：

“ 甘氏曰：单阏之岁，摄提格在卯，岁星在子，与嬃女、虚、危晨出夕入，其状甚大有光，若有小赤星附于其侧，是谓同盟。”

这话什么意思呢？

单阏（dān è）是卯年的别称，《尔雅·释天》里说“太岁在卯曰单阏”。

木星是“岁星”，而这个“太岁”则是古人假想出来的一颗和木星整体运行方向相反的天体，也叫“岁阴”（对应的，木星就是“岁阳”）。虚拟的好处就是轨道可以假设得特别理想，不像木星运行太乱，还有逆行，而虚拟的“太岁”就不存在这些问题了，完全是匀速运行的。

那么“太岁在卯”又是什么意思呢？就是卯年的意思。这颗假想中的“岁阴”星自东向西每十二年运行一周天，每年行经一个星次。于是，通过星次把一周天划分成的十二个方位来代表不同的年份，“岁阴”运行到某星次范围，就用“岁在某”来纪年，这个“某”，用的是十二地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。

明朝制作的星图局部，将天球等分为十二星次，配以十二地支。来源：《崇祯历书》

除了用“岁在某”这种表达呢，也可以用专门的十二个对应的岁名，即：困敦、赤奋若、摄提格、单阏、执徐、大荒落、敦牂、协洽、涒滩、作噩、阉茂、大渊献。

也就是说：“单阏之岁”=“太岁在卯”=“卯年”。

那接下来，“摄提格在卯”又是啥意思呢？按照岁名的对应，摄提格对应寅，所以是寅年么？也不是。

“摄提格”是个超级多义词，既可以做岁阴在寅之年对应岁名，有时也可以指“岁阴”，还有的时候可以指“岁阳”（木星），所以…emmm到底是什么意思必须要看语境

按照上下文，“单阏之岁，摄提格在卯”，这里的“摄提格”必须只能表示岁阴，所以两句完全是一个意思，即：“单阏之岁”=“摄提格在卯”=“岁阴在卯”。那摄提格啥时候指寅年呢？小时候课本里《离骚》开头“摄提贞于孟陬兮, 惟庚寅吾以降”，这里的摄提即是指寅年，也就是“摄提格那年（寅年）的正月，在庚寅这一天我（屈原）出生了。”

好了，现在知道“岁阴”的位置了，其实也就知道“岁阳”（岁星/木星）的位置了，因为两个是相反的嘛！岁阴在卯的时候，岁星就在子位…于是就是后面一句话了…“单阏之岁，摄提格在卯，岁星在子”前三句说的都是一个意思

看到这里真的觉得古人脑子不太清爽废话还挺多不过也是亏的这么多重复的信息，才能让现代的我们方便确认古人有没有写错东西呀

那子位又对应哪个方向呢？书里告诉我们，对应的是“嬃女、虚、危”三个星宿的位置，也就是再后面一句，“与嬃女、虚、危晨出夕入”——此时的木星和嬃女、虚、危三个星宿一起，早晨出来晚上落下。

咦？所以前四句都是一个意思么是，也不是。

天干地支对应的方位其实并不是永远不变的，而是会受岁差的影响——也就是说，两千年前子位对应的星宿，和现在对应的星宿其实是不同的。所以“岁星在子，与嬃女、虚、危晨出夕入”这句话其实是信息量满满的，它告诉了我们两千年前的星宿方位。

好了，现在连起来看《开元占经》里这句话呢，大致意思就是说时值卯年，木星晨出东方，位于女、虚、危三个星宿附近，看起来又大又亮，而且似乎有个小的红色星星依附在木星近旁，这样的现象叫做“同盟”（典型的春秋战国词汇啊）。

那…这个“红色小星星”可能是木卫么？首先要看看大小和亮度允不允许。

木卫三和木卫四都很大，木卫三冲时的角距离有5′51″，木卫四冲时的角距离有10′18″，这两颗星也都很亮，木卫三冲时的平均视星等有4.6，木卫四冲时的平均视星等有5.6——都在肉眼能看到的极限之内（60″张角、视星等6）。

也就是说，不考虑其他条件的话，肉眼看到木卫三和木卫四是完全可能的。

问题出在——木星太亮了

木星的亮度在-1.4到-2.5视星等左右（每级星等之间亮度相差2.512倍，也就是说木星最弱时候的亮度也是木卫三的250多倍），在绝大多数情况下，肉眼是很难在明亮的木星周围找到木卫的——只有少数情况下，也就是木星和木卫离得够远，而且从地球看去角度也刚好合适的时候（即木星和木卫角距够大的时候），肉眼是有可能看到的。

事实上，我们推算甘德所说的时点应当在公元前364年的夏天，那时看木卫的角度似乎也是合适的，是地球人相对容易看到木卫的时节。

于是问题又可以简化成：实际上人眼真的有可能看到木卫么？

北京天文馆做过模拟观测实验[2]。取木星星等-2.0，卫星星等5.5，结果显示，当卫星距离木星5′角距时，视力好的人开始可以看见。

1981年5月27日模拟人眼观测到的木星和木星卫星。来源：参考文献[2]

事实上，在席泽宗院士1981年提出这一观点的同年，很多天文爱好者们为了验证而做了很多试验[3]。但因为城市光污染的原因，大部分人其实是看不到的（当然咯，现在人的视力其实也不咋滴了）

但到了1981年3月中旬（木星冲前半个月），在河北兴隆县山区，选择了空气好、远离城市灯光、晴朗无月的环境之后的一次试验里，8位不同年龄、但视力良好的参试者均表示看到了木卫三，尤其是视力好的中学生，甚至可以看到更小的木卫一。不过由于当时的观测时机不适合观测木卫四，所以均没有看到木卫四，但根据木卫四的大小和亮度来推测，也应当是可以看到的。

1981年3月10日0时~1时30分和3月11日0时~1时30分，8位参试者对木卫的观测结果。来源：参考文献[3]

当然，由于没有更多的轨道和描述信息，所以这也只能作为今人的一种推测。只是说，在古人记载的时点、以古人当时的观测条件和视力来看，两千多年前甘德描述的“小赤星”有一定的可能是木卫，尤其可能是最大最亮的木卫三。

即使不是，古代的天文观测者们也完全有可能凭借肉眼观测到木卫。

当然，看过前几天这篇文章的读者会发现，实际成文里完全没有体现上面这些有趣的情节。

嗯，只是想让你们看看，一篇科普文，不仅每个细节背后都是漫长繁琐的资料查询和交叉验证，而且还有99%的内容，最终因为篇幅和行文的需要而舍弃，没有体现在最终的文章里。

所以表总说我写文章慢了啦！哼

关于作者

灰原哀博士（haibaraemily），从事行星科学研究，本公号主页君。更多精彩，

知乎、微博、果壳：@haibaraemily

尞祡（音liáo chái），古天文历法爱好者

在蒙酱看来，探索未知的小乐趣不就在于顺着一点小契机小线索，摸拽出一片更大的天地嘛~

参考

[1] 席泽宗. (1981). 伽利略前二千年甘德对木卫的发现. 天体物理学报, 1 (2).
[2] 杨正宗, 蒋世仰, & 郝象樑. (1982). 肉眼观测木卫的实验检验. 科学通报, 27(27), 928.
[3] 刘金沂. (1981). 木卫的肉眼观测. 自然杂志, 4(7), 538-539.

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首次发布时间：2021-06-08