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木衛三,圍繞木星運轉的一顆衛星

文章作者:快樂相伴 | 2016-01-14
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木衛三(蓋尼米得,Ganymede,Γανυμ?δης)它主要是圍繞木星進行運轉的一顆衛星,因為它的公轉周期約為7天。因此按距離木星從近到遠主要排序,在木星的所有衛星當中排名第七,然而在伽利略衛星當中則排第三。因為它與木衛二及木衛一同時保持著1:2:4的一個軌道共振關系。

木衛三

      木衛三也是太陽系當中最大的一顆衛星。它的直徑大于水星,其質量約為水星的一半,木衛三主要是由硅酸鹽巖石和冰體所構成的,因為它的星體分層十分的明顯,而且共同擁有一個富鐵的、流動性的主要內核。因為它的體積與水星十分相當,因此是太陽系當中已知的唯一擁有磁圈的一個衛星。木衛三最先并非伽利略所發現。它是在公元前400年到公元前360年之間(最有可能的是在公元前364年夏天)在我國的戰國時期的甘德就已經發現了木衛三,比伽利略早了2000多年。后經天文學家西門·馬里烏斯以希臘神話中宙斯的愛人伽倪墨得斯為之命名。由于旅行者號航天器精確地測量了該衛星的大小,伽利略號探測器則發現了它地下海洋和磁場。

      木衛三的表面則是完全不對稱的:其同軌道方向的一面遠遠要亮于逆軌道方向的一面。因為這種狀況十分類似于木衛二,而和木衛四的狀況則正好相反。此外,跟木衛三同軌道方向的一面似乎富含二氧化硫。然而二氧化碳在兩個半球的分布則相對均勻,盡管它在極地地區并未觀測到它的主要存在。由于木衛三上的撞擊坑(除了一個之外)并不富含二氧化碳,因此這點也與木衛四不同。木衛三的二氧化碳可能在過去的一段時期之內早已經被消耗殆盡了。

       木衛三的地層結構早已經充分分化,因為它含有一個由硫化亞鐵和鐵構成的內核、由硅酸鹽構成的內層地涵和由木衛三內部結構冰體構成的外層地涵。由于這種結構得到了由伽利略號在數次飛掠中所測定的木衛三本身較低的無量綱轉動慣量——數值為0.3105± 0.0028——的支持事實上木衛三是太陽系當中轉動慣量最小的一個固態天體。伽利略號探測到的木衛三本身早已固有的磁場則與其富鐵的、流動的內核有關。而且擁有高電導率的液態鐵的對流同時也是產生磁場的一個最合理的模式。

      木衛三的表面主要存在兩種類型的地形:一種是非常古老的、密布撞擊坑的暗區,另一種則是較之前者稍微年輕(但是地質年齡依舊十分古老)、它主要遍布大量槽溝和山脊的明區。由于暗區的面積約占球體總面積的三分之一,其間含有粘土和有機物質,因此這也可能是由撞擊木衛三的隕石所帶來的。

      木衛三的最顯著的特征主要包括一個被稱為伽利略區的較暗平原,因為這個區域內的槽溝呈同心環分布,也極有可能是在一個地質活動時期內所形成的。另外一個極其顯著的特征則是木衛三的兩個極冠,其構成的成分可能就是霜體。這層霜體直接延伸至緯度為40°的地區。由于旅行者號首次發現了木衛三的極冠。目前也有兩種解釋極冠所形成的主要理論,一種認為是高緯度的冰體開始擴散所致,另一種則是認為是外空間的等離子態冰體轟擊所產生的。伽利略號的觀測結果更傾向于后一種理論,木衛三可能就是由木星次星云——即在木星形成之后環繞于其四周的、由氣體和塵埃所組成的一個圓盤——的吸積作用所產生木衛三的吸積過程持續了大約1萬年,相對較暗的尼克爾森區和較亮的哈帕吉亞槽溝之間可謂涇渭分明。

      木衛三是緊接木星之后才形成的,這時的次星云還比較濃密,所以其吸積作用所耗的時間才會比較短。相對較短的形成時間使得吸積過程中從而產生的熱量較少逃逸,因此這些未逃逸的熱量從中導致了冰體的融化和木衛三內部結構的分化:即巖石和冰體相互分開,巖石直接沉入星體中心所形成內核。在這方面,木衛三與木衛四不同,后者則由于其較長的形成時間而導致吸積熱逃逸殆盡,從而無法在初期融化冰體以及分化內部結構。這一假說從而揭示了為何質量和構成物質如此接近的兩顆衛星看起來卻如此得不同。

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