曙光學院，地下城內(nèi)，擬態(tài)教室。

    華楓和云夢，白鳳并肩而立，頭頂上木衛(wèi)四凌空而立，就像是真的一樣。

    木衛(wèi)四又稱為卡里斯托（callisto、英語發(fā)音/k??l?sto?/、希臘文kαλλiσt?）是圍繞木星運轉(zhuǎn)的一顆衛(wèi)星，由伽利略·伽利萊在1610年首次發(fā)現(xiàn)。木衛(wèi)四是太陽系第三大衛(wèi)星，也是木星第二大衛(wèi)星，僅次于木衛(wèi)三。

    木衛(wèi)四的直徑為水星直徑的99，但是質(zhì)量只有它的三分之一。該衛(wèi)星的軌道在四顆伽利略衛(wèi)星中距離木星最遠，約為188萬千米。木衛(wèi)四并不像內(nèi)層的三顆伽利略衛(wèi)星（木衛(wèi)一、木衛(wèi)二和木衛(wèi)三）那般處于軌道共振狀態(tài)，所以并不存在明顯的潮汐熱效應(yīng)。木衛(wèi)四屬于同步自轉(zhuǎn)衛(wèi)星，永遠以同一個面朝向木星。木衛(wèi)四由于公轉(zhuǎn)軌道較遠，表面受到木星磁場的影響小于內(nèi)層的衛(wèi)星。

    木衛(wèi)四由近乎等量的巖石和水所構(gòu)成，平均密度約為183克/厘米。天文學家通過光譜測定得知木衛(wèi)四表面物質(zhì)包括冰、二氧化碳、硅酸鹽和各種有機物。伽利略號的探測結(jié)果顯示木衛(wèi)四內(nèi)部可能存在一個較小的硅酸鹽內(nèi)核，同時在其表面下100千米處可能有一個液態(tài)水構(gòu)成的地下海洋存在。

    由于木衛(wèi)四上可能有海洋存在，所以該衛(wèi)星上也可能有生物生存，不過概率要小于鄰近的另一顆衛(wèi)星木衛(wèi)二。多艘空間探測器都曾對該衛(wèi)星進行過探測，包括先驅(qū)者10號、先驅(qū)者11號、伽利略號木星探測器和卡西尼號。長久以來，人們都認為木衛(wèi)四是設(shè)置進一步探索木星系統(tǒng)基地的最佳地點。

    木衛(wèi)四表面曾經(jīng)遭受過猛烈撞擊，其地質(zhì)年齡十分古老。由于木衛(wèi)四上沒有任何板塊運動、地震或火山噴發(fā)等地質(zhì)活動存在的證據(jù)，故天文學家認為其地質(zhì)特征主要是隕石撞擊所造成的。木衛(wèi)四主要的地質(zhì)特征包括多環(huán)結(jié)構(gòu)、各種形態(tài)的撞擊坑、撞擊坑鏈、懸崖、山脊與沉積地形。

    在天文學家仔細考察后，發(fā)現(xiàn)該衛(wèi)星表面地形多變，包括位于抬升地形頂部、面積較小且明亮的冰體沉積物及環(huán)繞其四周、邊緣較平緩的地區(qū)（由較黑暗的物質(zhì)來構(gòu)成）。天文學家認為這種地形是小型地質(zhì)構(gòu)造升華所導致的，小型撞擊坑普遍消失，許多疙瘩地形是遺留下來的痕跡，該地形的確切年齡還未確定。

    木衛(wèi)四上存在一層非常稀薄的大氣，主要由二氧化碳構(gòu)成，成分可能還包括氧氣，此外木衛(wèi)四還有一個活動劇烈的電離層?？茖W家們認為木衛(wèi)四是因木星四周氣體和塵埃圓盤的吸積作用而緩慢形成的。由于木衛(wèi)四形成過程緩慢且缺乏潮汐熱效應(yīng)，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未經(jīng)歷快速的分化。木衛(wèi)四內(nèi)部的熱對流在形成后不久就已經(jīng)開始，這種對流導致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的部分分化，位于地表100至150千米深處的地下海洋與一個個比較小的巖質(zhì)內(nèi)核可能因此形成。

    意大利天文學家伽利略在1610年1月發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)四和其他三顆木星大衛(wèi)星（木衛(wèi)一、木衛(wèi)二和木衛(wèi)三）。木衛(wèi)四的名稱來自希臘神話中宙斯的愛人之一卡里斯托，她是一位與月亮女神阿爾忒彌斯關(guān)系密切的寧芙（有時也被認為是呂卡翁的女兒）。

    西門·馬里烏斯在該星被發(fā)現(xiàn)后不久提出該名稱，馬里烏斯則認為這是約翰內(nèi)斯·開普勒的建議。然而天文學家在很長時間內(nèi)都不歡迎這個名稱，直到20世紀中期才廣泛采用。很多早期的天文學文獻中均以羅馬數(shù)字來稱呼這顆衛(wèi)星（該體系由伽利略所提出），即稱為木衛(wèi)四（jupite

    iv）或“朱庇特的第四顆衛(wèi)星”（thefou

    thsatelliteofjupite

    ）。

    木衛(wèi)四上一個撞擊坑平原的近紅外光譜圖。木衛(wèi)四的平均密度為183g/3,，表明它是由近乎等量的巖石和冰體水構(gòu)成的，此外可能還存在某些不穩(wěn)定的冰體，如氨的冰體。冰體的比重介于4955之間。

    木衛(wèi)四巖石的確切構(gòu)成還不為人知，但是很可能接近于l型或ll型普通球粒隕石，這兩類隕石較之h球粒隕石，所含的鐵和金屬鐵較少，而鐵氧化物較多。在木衛(wèi)四上，以質(zhì)量計，鐵和硅的豐度比為105127，而在太陽中，則為18。

    木衛(wèi)四的表面是不對稱的其同軌道方向的一面要暗于逆軌道方向的一面，這與其他伽利略衛(wèi)星的情況正好相反。此外，其逆軌道方向一面似乎富含二氧化碳，而其同軌道方向一面則含有較多的二氧化硫。木衛(wèi)四上許多較年輕的撞擊坑都含有較豐富的二氧化碳?？偟膩碚f，木衛(wèi)四表面的物質(zhì)構(gòu)成，特別是暗區(qū)的物質(zhì)構(gòu)成，十分接近于d型小行星，后者的表面由碳基物質(zhì)構(gòu)成。

    木衛(wèi)四表面的反照率為02。人們推測其表面的物質(zhì)構(gòu)成與其整體的物質(zhì)構(gòu)成大致相同。利用近紅外光譜學，科學家們在104、125、15、20和30微米波長段發(fā)現(xiàn)了強烈的冰體水的吸附帶。

    冰體在木衛(wèi)四表面普遍存在，比重在2550之間。對伽利略號和地基觀測站拍攝的高分辨率近紅外光譜和紫外線光譜照片進行分析后，科學家們發(fā)現(xiàn)了多種非水溶性物質(zhì)，如含鎂和含鐵的水合硅酸鹽、二氧化碳、二氧化硫，可能還包括氨和多種有機化合物。[光譜分析的數(shù)據(jù)表明即使在很小的區(qū)域內(nèi)，該星體表面的物質(zhì)構(gòu)成也極度混雜。由冰體構(gòu)成的小面積、明亮斑塊與由巖石、冰體混合物構(gòu)成的斑塊相混雜，而廣大的暗區(qū)則由非冰物質(zhì)構(gòu)成。

    木衛(wèi)四的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。木衛(wèi)四遭受過猛烈轟擊的表面之下是一層厚度在80150公里之間的寒冷、堅硬的冰質(zhì)巖石圈。

    對包圍著木星及其衛(wèi)星的磁場進行的研究表明在木衛(wèi)四地殼之下50200公里深處存在著一個咸水海洋科學家們發(fā)現(xiàn)置于木星多變的磁場中的木衛(wèi)四就像個理想的導電球體，即磁場無法穿透到達該衛(wèi)星的內(nèi)核，這意味著在該星體中存在著一層厚度至少達到10公里的高電導率液體。該海洋中可能還含有少量的氨或其他防凍物質(zhì)，比重達到了5，從而阻止了海洋的冰凍。在這種情況下，海洋的厚度將達到250300公里。如果不存在海洋，那么其冰質(zhì)巖石圈將會更厚，可能厚達300公里。

    巖石圈和假定的海洋之下的星體內(nèi)部可能既不是質(zhì)地均勻的整體也不是完的分化型。伽利略號的探測數(shù)據(jù)（特別是在近距離飛掠中測定的無量綱轉(zhuǎn)動慣量——其數(shù)值為03549±00042）表明其內(nèi)部由被壓縮的巖石和冰體構(gòu)成，且由于構(gòu)成成分的部分沉積，隨著深度的增加，巖石的比重也逐漸加大。也就是說木衛(wèi)四的內(nèi)部結(jié)構(gòu)只是部分分層。在該密度和轉(zhuǎn)動慣量下，星體的中心可能存在著一顆小型硅酸鹽內(nèi)核。這類內(nèi)核的半徑不可能超過600公里，而其密度可能介于313g/3之間。

    木衛(wèi)四表面的地質(zhì)年齡十分古老，它同時也是太陽系中遭受過最猛烈轟擊的天體之一，其撞擊坑密度已經(jīng)接近于飽和任何新的撞擊坑均可能覆蓋于舊的撞擊坑之上。木衛(wèi)四上的大型地質(zhì)構(gòu)造相對簡單這里沒有大型的山脈、火山或其他內(nèi)源性構(gòu)造特征。撞擊坑和多環(huán)結(jié)構(gòu)，以及裂縫、懸崖和沉積地形是該星體表面發(fā)現(xiàn)的為數(shù)不多的幾種大型地質(zhì)構(gòu)造。

    木衛(wèi)四表面能夠被分成數(shù)種不同的地質(zhì)單元撞擊坑平原、較明亮的平原、明亮而平緩的平原以及由多環(huán)機構(gòu)和撞擊坑組成的多類地形單元。撞擊坑平原覆蓋了木衛(wèi)四的大部分表面，是古老巖石圈的典型代表，其構(gòu)成物質(zhì)為冰體和巖石的混合物。

    較明亮的平原中存在著明亮的撞擊坑、被稱為變余結(jié)構(gòu)的古老撞擊坑的殘跡和多環(huán)結(jié)構(gòu)的中央部分，科學家們猜測這種地形是由冰質(zhì)撞擊坑沉積而成。明亮而平緩的平原覆蓋的區(qū)域較小，常出現(xiàn)于沃爾哈拉撞擊坑和阿斯嘉德撞擊坑的山脊和槽溝地帶中，撞擊坑平原中的孤立斑點地帶也屬于這種地形。

    這種地形的形成最初被認為與內(nèi)源性地質(zhì)活動有關(guān)，但是伽利略號傳回的高分辨率照片顯示這種明亮而平緩的平原地形與斷裂、瘤狀地形有關(guān)，并沒有出現(xiàn)任何星體表面被多次覆蓋的跡象。伽利略號的照片亦顯示木衛(wèi)四上小塊的陰暗平坦區(qū)域的覆蓋面積小于1萬平方公里，并被周圍的地形所環(huán)繞。這種地形可能是冰火山沉積地形。這些比較明亮或平緩的平原的地質(zhì)年齡都比撞擊坑平原稍小。

    木衛(wèi)四上的撞擊坑直徑從100米——這是探測照片的最大分辨率——到100多公里不等，而多環(huán)結(jié)構(gòu)則不算在列。直徑小于5公里的較小撞擊坑擁有簡單的碗型結(jié)構(gòu)或平底結(jié)構(gòu)。直徑在540公里間的撞擊坑則擁有中央山峰。

    直徑在25100公里間的很多撞擊坑，如庭德爾撞擊坑(ti

    d

    c

    ate

    )，其中央山峰為塌陷地形所取代。而直徑大于60公里的大型撞擊坑的中央則可能存在著拱形結(jié)構(gòu)，這可能是撞擊事件發(fā)生之后的構(gòu)造抬升作用造成的。而少數(shù)明亮且直徑大于100公里的撞擊坑則擁有與眾不同的拱形結(jié)構(gòu)。這些撞擊坑較之月球上的同類結(jié)構(gòu)都很淺，可能是向多環(huán)機構(gòu)轉(zhuǎn)變的過渡地形。

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