意大利帕多瓦——1610年1月，伽利略在这座城市的阳台上发现了木星的四颗最大卫星。他曾评论说，这颗行星及其环绕的卫星就像太阳及其行星家族一样。2010年1月，来自16个国家的庆祝者聚集于此，共同探讨“伽利略的美第奇卫星：它们对400年发现的影响”。这些具有争议的天体至今仍在太阳系乃至更远的地方，与散布在银河系的系外行星进行着类比。
这位伟大的意大利天文学家的一架望远镜就陈列在举办研讨会的宫殿里。这架自制的仪器——一个覆盖着棕色纸的木质管子，装有两个小透镜——与科学演示中占主导地位的遥感设备和未来的航天器设计形成了鲜明对比。尽管如此，在为期三天的会议的每次茶歇期间，总有一两位与会者会围着那架望远镜。在品尝了供应的浓缩咖啡和卡布奇诺咖啡后，他们仿佛不知疲倦地凝视着它。
通过伽利略的望远镜看到的木星卫星，只是几个光点，彼此无法区分。即便如此，它们也引发了一场即时的科学革命。它们的存在为哥白尼的直觉提供了证据：并非所有天体都围绕地球运行。
第一天上午的会议着重于这些卫星在17世纪社会中的地位。尽管我们现在知道它们——木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——是木星的伽利略卫星，但伽利略本人曾想以他的潜在赞助人、托斯卡纳大公科西莫·德·美第奇的名字将其命名为“科西莫之星”。科西莫接受了这些卫星作为礼物，但更喜欢用“美第奇”来称呼它们。伽利略当然照做了，这是一个经过深思熟虑的举动，为他赢得了宫廷数学家和哲学家终身职位，以及美第奇家族对他研究的慷慨支持。我看到听众中有几位科学家对这一策略点头表示赞同，他们都理解为大型科学研究争取政府资助的长期需求。
在最初发现之后，伽利略面临着更艰巨的任务，即研究和测量卫星的规律轨道。他注意到它们会周期性地被木星掩食或被木星的阴影遮蔽，并将这些数据应用于测定海上经度这一实际问题。（航海家可以将在船上观察到的精确时间与从经度已知的地方（如当时的帕多瓦）观察到的预测发生时间进行比较，然后利用时间差计算出他们东西方向的位置。）尽管水手们从未采用伽利略的技术，但这些卫星为地图绘制学带来了福音，帮助重新绘制了欧洲各地的陆地地图。
伽利略的后继者们继续研究这些卫星，并从中得出关于自然的结论。例如，丹麦天文学家奥勒·勒默尔（Ole Roemer）在巴黎天文台观测这些卫星时，注意到当木星和地球距离最近时，它们的掩食时间比预测的要早。同样，当木星和地球距离最远时，它们的掩食时间比预测的要晚几分钟。勒默尔将这些差异归因于光从木星传播到地球观测者所需的时间。以这些卫星为参照，他在1676年测定了光速。他的测量值比现代值低25%，但大大优于之前“无限”和“无法测量”的估计。
到下午，当与会科学家们回顾木星任务的研究成果时，伽利略的卫星已从四个伴侣转变为四个独立的星球。在1979年NASA旅行者号探测器的一次飞掠中，木卫一喷发的火山活动产生的羽流被摄像机捕捉到。1995年至2003年间绕木星运行的伽利略探测器，探测到了木卫三的磁场，并将已知的木星卫星数量增加到63颗。它还在木卫二冰冷的壳下发现了一个巨大的咸水海洋，这激发了人们对这些海洋中诞生外星生命的遐想。美第奇卫星不同的特性——从木卫一的火山活动、木卫二的海洋到木卫三的磁场——都可以追溯到它们与木星的相对距离以及它们绕行星运行时承受的潮汐应力。
NASA的“朱诺号”探测器是研讨会上介绍的众多计划之一，它将于明年发射。朱诺号将绕木星赤道垂直轨道运行，而不是沿着更常见的赤道轨道，这将使其能够从上方观察到两极正在剧烈活动的巨大极光。这些绚丽的光芒其颜色和形状，源于太阳、木星及其卫星之间高能的相互作用。特别是木卫一，作为最靠近木星的伽利略卫星，由于其数百个火山，它为激发木星极光的带电粒子做出了巨大贡献。
“木卫一对于火山学家来说是天堂，”喷气推进实验室的Rosaly Lopes说，“但对于地图制作者来说却是地狱，因为你刚画好一张地图，它就已经过时了。”
Lopes的生日恰好在研讨会周期间，她开玩笑说，她希望自己出生在1月7日（伽利略首次看到美第奇卫星的那一天），而不是8日。后来她得知，虽然伽利略在7日注意到了这些卫星，但他误以为它们是背景恒星，直到第二天晚上才对其真实身份产生怀疑，那时他发现其中两颗从木星的一侧移到了另一侧。他急于再次看到它们，但在9日却因阴云密布的天空而沮丧。
帕多瓦的天气对于这些发现的400周年纪念来说更糟糕，几乎每个夜晚都阴雨连绵。
1610年1月10日，这些卫星呈现出另一种排列方式，11日，伽利略“得出结论，毫无疑问，在天空中……有恒星像金星和水星绕太阳一样，在木星周围游荡。”他用这些话在他的爆炸性畅销书
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科学家们现在认为，木星所有的卫星和环都是从新生行星周围的碎片盘中形成的，就像太阳系的行星在围绕幼年太阳的残余盘中成形一样。今天，我们在其他类太阳恒星周围也观察到类似的盘，并推测它们是正在形成的新行星系统。大多数都拥有“热木星”——巨大的行星，其中一些的质量是我们自己的木星的数倍，它们距离母星的距离与水星到太阳的距离相同，或者在很多情况下要近得多。
根据研讨会发言人、法国蔚蓝海岸天文台的Alessandro Morbidelli的说法，我们太阳系中没有出现热木星，这揭示了我们的一些古老历史：曾经有一个阶段，木星确实在快速向内螺旋靠近，但土星阻止了它的进程。土星“捕捉”到了木星，形成了一种共振轨道模式，使两颗行星都无法继续向太阳方向移动。Morbidelli还指出，行星胚（原行星，例如海王星外的柯伊伯带中保存的遗迹）可能需要很长时间才能静止下来。为了强调这一点，他引用了伽利略的名言：“Eppur si muove”（“但它依然在动”）。
科罗拉多大学博尔德分校的木卫一大气专家Nick Schneider在研讨会结束后又在帕多瓦多待了一天。“我会让你羡慕地说，周日天空放晴了，”他写信给我，“我得以让一些意大利孩子用我带来的望远镜重新发现美第奇之星，而他们的母亲则用富有戏剧性的声音朗读伽利略在《星际信使》中的话。你一定会喜欢的！”
