独特的地理,生命存在的必须元素,让我们揭开木卫三真实面貌

  • 日期:09-02
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  木卫三是木星周围最大的卫星,也是太阳系中最大的卫星。木卫三大约有三千英里宽,比水星还要大。如果木卫三围绕太阳运行,它可以被当作是一颗行星,它大到足以被自身重力拉成一个球体。

  

  图解:木卫三与太阳系其他天体的比较,供图/NASA

  木卫三每7.16天绕木星运行一次。它的轨道平均距离木星英里或一百万公里,靠近木星的赤道。木卫三被潮汐锁定,自转时把同一面朝向木星,这意味着木卫三的“天”和它的轨道周期是一样的,只有7天长。

  

  图解:木星和木卫一、木卫二从木卫三上空升起,图源:NASA

  木卫三环绕木星运行有一个非常圆的轨道,也有最小的轨道倾角。木卫三是木星处于稳定的拉普拉斯共振状态的三个卫星之一。木卫三每绕轨一圈,木卫二绕轨两圈,而木卫一绕轨四圈。

  

  图解:伽利略号探测器拍摄的木卫三照片。

  因为我们知道木卫二表面下有一片海洋和它的近似体积,科学家们利用木卫二的总密度来假设冰下有一个固体核心,其宽度是月球总直径的一半。因为木卫三直径约5300英里,所以固体核心直径约2650英里。

  木卫三表面的部分区域和太阳系一样古老,有45亿年的历史。它逐渐被侵蚀的表面,以及奇特的沟槽和裂缝,是科学家发现其地下海洋的原因。

  

  图解:木卫三内部构造说明

  木卫三是1610年伽利略发现的木星四颗卫星之一。同行的天文学家西蒙·马吕斯把它命名为盖尼米德,是因为一个为众神之王宙斯端茶倒水的希腊孩子。木星的卫星最初被分配了编号。盖尼米德这个名字从一开始是非官方的,但在19世纪初被官方认可。

  木卫三的地理

  我们知道木卫三在其冰冷的外表下有一个液态水海洋。木卫三没有一个像地球和金星一样由放射性元素衰变来加热的火山核心,相反,木卫三的核心被木星和围绕木星的其他卫星之间引力的拔河运动所加热。木卫三是我们所知的唯一拥有磁场的卫星,这可能是存在熔融磁芯的迹象,尽管比地球的要小得多。

  

  图解:木卫三内部结构

  木卫三表面相对光滑,它有流星撞击形成的陨石坑。然而,任何大的突破冻结的表面东西都会导致水填充它。

  木卫三的大气层稀薄。土星的卫星土卫六有一个由碳氢化合物组成的完整大气层,包括乙烷云和甲烷雨。木卫三的大气中含有氧气的痕迹,这可能是表面的冰分解成氢分子和氧分子的结果。氢的逃逸速度较低,留下氧的痕迹。此外还有一些臭氧的痕迹,是由木星磁场推动的微粒撞击到木卫三的大气层造成的。

  

  图解:木卫一、木卫二、木卫三和木卫四的内部结构。供图/NASA

  木卫三上部分地区有着45亿年的历史。还有很多年轻的地方,有着看起来像是充满了裂缝的凹槽,这种地形可能是木卫三表面缓慢移动的冰块的结果,或者它们可能是潮汐力引起的地震移动,类似于地球上的构造板块。当有间隙或裂缝出现时,冻结的泥浆会上升并填满裂缝,形成一个相对平滑的沟槽,可以延伸数百英里。

  

  图解:较暗的尼克尔森区和较亮的哈帕吉亚槽沟之间可谓泾渭分明。

  盖尼米德的主要地标是一个叫做阿纳特的大陨石坑。然而,有许多较小的陨石坑遍布在木卫三上。木卫三表面较古老的和那些没有被下面的冰水填满的部分,比行星表面较新的部分有更多的陨石坑。

  几乎完全磨损或填充的陨石坑表明木卫三的表面仍在随时间变化。木卫三没有像月球那样的撞击坑造成的大山脉,因为没有热的熔融岩石在撞击时被撞入大气层。所有出现的山脉都被磨损成了低矮的山脊。

  

  图解:木卫三的表面,图源:NASA

  木卫三上存在生命吗?

  我们不知道木卫三在它厚厚的冰冷的外表下是否维持着生命。然而,它有许多我们认为生命需要的先决条件。木卫三存在液态水,这个星球的海洋比地球上的海洋含有更多的水,尽管其压力远大于太平洋中马里亚纳海沟的底部。它有熔化内部的能量。

  图解:旅行者2号拍摄的的木卫三背向木星一面的照片拼接图。较为古老的暗区——伽利略区位于右上方。它和另外一个较小的暗区——马里乌斯区之间隔着较为明亮也较为年轻的乌鲁克沟带。从相对较为年轻的奥里西斯陨石坑中喷出的冰体形成了图像底部明亮的辐射带。

  从理论上讲,木卫三是一个更稳定的生命家园,因为即使在地核冷却很久之后,它仍会被木星的潮汐加热,而厚厚的冰层保护着任何海洋生物,而不受像灭绝恐龙的小行星撞击的影响。

  木卫三有一个坚硬的核心,岩石与冰混合,提供了类似于海底生物能存活需要的元素,这意味着木卫三有可能进化出类似于那些生活在地球海洋底部,靠海底热喷口生存的海洋生物。木卫三上的生命可以进化而不需要阳光,因为没有什么能穿透木卫三厚厚的冰。通过这种方式,木卫三类似于木卫二,在我们的太阳系中作为一个潜在的生命家园。

  探索盖尼米德

  

  图解:木星冰月探测器(JUICE)将于2022年6月发射,执行为期11年的探测木星及其几个卫星的任务?NASA

  先锋10号和先锋11号都曾经飞过木卫三,旅行者1号在穿越太阳系的旅程中靠近过木卫三,旅行者2号提供了关于月球尺寸的更详细的信息,也正是旅行者号飞船证明了木卫三是最大的卫星。哈勃太空望远镜在环绕地球的轨道上发现了木卫三大气层周围稀薄的氧气。

  

  图解:槽沟地形区中新近形成的撞击坑。上为古拉撞击坑,下为阿克洛奥斯撞击坑。

  2005年,一个木星卫星探测任务被取消。木卫二/木卫三穿甲弹是一种被提议的航天器,它将由木星-木卫三轨道飞行器或木星-木卫二轨道飞行器携带,并降落到木卫三的表面,类似于给我们提供了土卫六表面的详细视图的土卫六海洋探测器一样工作。它可以穿透木卫三表面一米左右。

  欧洲航天局正在设计一种将被送往木星卫星的探测飞船,这艘飞船将进入木卫三轨道,但目前还不知道它是否会将探测器降落到地面。初步计划于2022年发射。这艘飞船大约十年后到达木星。

  参考资料

  1.Wikipedia百科全书

  2.天文学名词

  3. thetimenow- over the mountains,mountains

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  木卫三是木星周围最大的卫星,也是太阳系中最大的卫星。木卫三大约有三千英里宽,比水星还要大。如果木卫三围绕太阳运行,它可以被当作是一颗行星,它大到足以被自身重力拉成一个球体。

  

  图解:木卫三与太阳系其他天体的比较,供图/NASA

  木卫三每7.16天绕木星运行一次。它的轨道平均距离木星英里或一百万公里,靠近木星的赤道。木卫三被潮汐锁定,自转时把同一面朝向木星,这意味着木卫三的“天”和它的轨道周期是一样的,只有7天长。

  

  图解:木星和木卫一、木卫二从木卫三上空升起,图源:NASA

  木卫三环绕木星运行有一个非常圆的轨道,也有最小的轨道倾角。木卫三是木星处于稳定的拉普拉斯共振状态的三个卫星之一。木卫三每绕轨一圈,木卫二绕轨两圈,而木卫一绕轨四圈。

  

  图解:伽利略号探测器拍摄的木卫三照片。

  因为我们知道木卫二表面下有一片海洋和它的近似体积,科学家们利用木卫二的总密度来假设冰下有一个固体核心,其宽度是月球总直径的一半。因为木卫三直径约5300英里,所以固体核心直径约2650英里。

  木卫三表面的部分区域和太阳系一样古老,有45亿年的历史。它逐渐被侵蚀的表面,以及奇特的沟槽和裂缝,是科学家发现其地下海洋的原因。

  

  图解:木卫三内部构造说明

  木卫三是1610年伽利略发现的木星四颗卫星之一。同行的天文学家西蒙·马吕斯把它命名为盖尼米德,是因为一个为众神之王宙斯端茶倒水的希腊孩子。木星的卫星最初被分配了编号。盖尼米德这个名字从一开始是非官方的,但在19世纪初被官方认可。

  木卫三的地理

  我们知道木卫三在其冰冷的外表下有一个液态水海洋。木卫三没有一个像地球和金星一样由放射性元素衰变来加热的火山核心,相反,木卫三的核心被木星和围绕木星的其他卫星之间引力的拔河运动所加热。木卫三是我们所知的唯一拥有磁场的卫星,这可能是存在熔融磁芯的迹象,尽管比地球的要小得多。

  

  图解:木卫三内部结构

  木卫三表面相对光滑,它有流星撞击形成的陨石坑。然而,任何大的突破冻结的表面东西都会导致水填充它。

  木卫三的大气层稀薄。土星的卫星土卫六有一个由碳氢化合物组成的完整大气层,包括乙烷云和甲烷雨。木卫三的大气中含有氧气的痕迹,这可能是表面的冰分解成氢分子和氧分子的结果。氢的逃逸速度较低,留下氧的痕迹。此外还有一些臭氧的痕迹,是由木星磁场推动的微粒撞击到木卫三的大气层造成的。

  

  图解:木卫一、木卫二、木卫三和木卫四的内部结构。供图/NASA

  木卫三上部分地区有着45亿年的历史。还有很多年轻的地方,有着看起来像是充满了裂缝的凹槽,这种地形可能是木卫三表面缓慢移动的冰块的结果,或者它们可能是潮汐力引起的地震移动,类似于地球上的构造板块。当有间隙或裂缝出现时,冻结的泥浆会上升并填满裂缝,形成一个相对平滑的沟槽,可以延伸数百英里。

  

  图解:较暗的尼克尔森区和较亮的哈帕吉亚槽沟之间可谓泾渭分明。

  盖尼米德的主要地标是一个叫做阿纳特的大陨石坑。然而,有许多较小的陨石坑遍布在木卫三上。木卫三表面较古老的和那些没有被下面的冰水填满的部分,比行星表面较新的部分有更多的陨石坑。

  几乎完全磨损或填充的陨石坑表明木卫三的表面仍在随时间变化。木卫三没有像月球那样的撞击坑造成的大山脉,因为没有热的熔融岩石在撞击时被撞入大气层。所有出现的山脉都被磨损成了低矮的山脊。

  

  图解:木卫三的表面,图源:NASA

  木卫三上存在生命吗?

  我们不知道木卫三在它厚厚的冰冷的外表下是否维持着生命。然而,它有许多我们认为生命需要的先决条件。木卫三存在液态水,这个星球的海洋比地球上的海洋含有更多的水,尽管其压力远大于太平洋中马里亚纳海沟的底部。它有熔化内部的能量。

  图解:旅行者2号拍摄的的木卫三背向木星一面的照片拼接图。较为古老的暗区——伽利略区位于右上方。它和另外一个较小的暗区——马里乌斯区之间隔着较为明亮也较为年轻的乌鲁克沟带。从相对较为年轻的奥里西斯陨石坑中喷出的冰体形成了图像底部明亮的辐射带。

  从理论上讲,木卫三是一个更稳定的生命家园,因为即使在地核冷却很久之后,它仍会被木星的潮汐加热,而厚厚的冰层保护着任何海洋生物,而不受像灭绝恐龙的小行星撞击的影响。

  木卫三有一个坚硬的核心,岩石与冰混合,提供了类似于海底生物能存活需要的元素,这意味着木卫三有可能进化出类似于那些生活在地球海洋底部,靠海底热喷口生存的海洋生物。木卫三上的生命可以进化而不需要阳光,因为没有什么能穿透木卫三厚厚的冰。通过这种方式,木卫三类似于木卫二,在我们的太阳系中作为一个潜在的生命家园。

  探索盖尼米德

  

  图解:木星冰月探测器(JUICE)将于2022年6月发射,执行为期11年的探测木星及其几个卫星的任务?NASA

  先锋10号和先锋11号都曾经飞过木卫三,旅行者1号在穿越太阳系的旅程中靠近过木卫三,旅行者2号提供了关于月球尺寸的更详细的信息,也正是旅行者号飞船证明了木卫三是最大的卫星。哈勃太空望远镜在环绕地球的轨道上发现了木卫三大气层周围稀薄的氧气。

  

  图解:槽沟地形区中新近形成的撞击坑。上为古拉撞击坑,下为阿克洛奥斯撞击坑。

  2005年,一个木星卫星探测任务被取消。木卫二/木卫三穿甲弹是一种被提议的航天器,它将由木星-木卫三轨道飞行器或木星-木卫二轨道飞行器携带,并降落到木卫三的表面,类似于给我们提供了土卫六表面的详细视图的土卫六海洋探测器一样工作。它可以穿透木卫三表面一米左右。

  欧洲航天局正在设计一种将被送往木星卫星的探测飞船,这艘飞船将进入木卫三轨道,但目前还不知道它是否会将探测器降落到地面。初步计划于2022年发射。这艘飞船大约十年后到达木星。

  参考资料

  1.Wikipedia百科全书

  2.天文学名词

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