【原】行星大块头木星背后的小伙伴——木卫三趣图赏

天文在线 2023-04-08 发布于云南

展开全文

这张清晰的哈勃图像中，木卫三在躲到这颗巨大行星背后时被抓拍到。像这样的照片不仅华丽有趣，而且对研究木星的高层大气也很有用。木卫三经过这颗巨大行星后面时反射了太阳光，然后太阳光穿过木星的大气层。

美国宇航局（NASA）的哈勃太空望远镜捕捉到了正在玩捉迷藏的木卫三（Ganymede）。这张彩色照片是2007年4月9日由第二代广角行星相机分别采用红色、绿色和蓝色滤镜拍摄的三张照片制成的，图中的木星和木卫三较为接近自然色。

这束光上留下了关于这颗气态巨行星大气层的信息，提供了木星云顶上空高空薄雾特性的线索。哈勃的视野很清晰，因此我们也可以了解到更多关于木卫三的信息。木卫三表面的几个特征显而易见，最明显的是白色的撞击坑特罗斯（Tros），和它的放射状结构，明亮的条纹从陨石坑向外发散。特罗斯及其放射状结构的宽度大约相当于一个亚利桑那州。哈勃有着惊人的视力！

木卫三由岩石和本冰构成，是太阳系中最大的卫星，甚至比水星还要大。但它在太阳系中最大的行星——木星身边，看起来就像一个脏兮兮的雪球。木星过于庞大，在这张照片中只能看到南半球的一部分。木卫三每七天绕木星一周，它的轨道几乎是以边缘朝向地球，所以人们通常可以看到它从巨大的木星面前经过，接着消失在木星背后，然后再度出现。

这张图片还展示了木星的大红斑，即左上角像大眼睛一样的特征性标志。大红斑这场两个地球大小的风暴已经肆虐了300多年。哈勃对这颗气态巨行星的清晰观察也揭示了木星大气以及其他各种风暴和漩涡中的云层结构。

木卫三小知识：

木卫三是木星最大的卫星，在它的赤道处有一个巨大的凸起。（图片来源：NASA）

木卫三（Ganymede）是木星的一颗卫星，是太阳系中体积最大、质量最大的卫星。它是太阳系中第九大天体，是最大的没有厚实的大气层的天体。它的直径为5268公里（3273英里），比水星大8%，虽然只有其质量的45%。木卫三拥有一个金属核，但它的惯性矩系数是太阳系所有固态天体中最小的，也是已知的唯一一个拥有磁场的卫星。从木星向外数，它是第七颗卫星和第三颗伽利略卫星（伽利略卫星是第一组被发现围绕另一颗行星运行的天体）。木卫三公转周期约为7天，并分别与木卫二（Europa）和木卫一（Io）发生1:2:4的轨道共振。

木星卫星的家族肖像——这张照片展示了2007年2月底新视野号飞掠木星时，远程侦察成像仪（LORRI）所观察到的四颗多姿多彩的大型伽利略卫星。这四颗卫星从左到右依次是：木卫一（Io）、木卫二（Europa）、木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto）。这些缩放过的图像表示了四个卫星真实的相对大小和顺序排列。（图片来源：NASA）

木卫三由大约等量的硅酸盐岩石和水冰组成。它是一个充分分化的天体，具有富含铁的液体核心和一个内部海洋，其中可能包含比所有地球海洋加起来还要多的水。它的表面由两种主要地形组成：暗区，可以追溯到40亿年前，充满了撞击坑，覆盖了约三分之一的面积；明区，稍微年轻一点，沟槽和山脊纵横交错，覆盖了其余部分。目前尚不完全清楚明区地质破坏的原因，但很可能是潮汐加热引起的构造活动所致。

这张木卫三的照片显示了平滑的明区地形和沟壑纵横的暗区地形之间的鲜明对比。（图片来源：NASA）

木卫三的磁场可能是由其液态铁核心内的对流产生的。微弱的磁场埋没在木星更大的磁场中，只表现为磁场线的局部扰动。这颗卫星拥有一层薄薄的含氧大气，其中包括原子氧（O）、氧气（O2），可能还有臭氧（O3），原子氢则是其大气层中的次要成分。木卫三是否还拥有一个与其大气层有关的电离层还没有定论。

木卫三可能的内部结构（图片来源：Wikimedia）

木卫三的发现归功于伽利略·伽利雷（Galileo Galilei），他于1610年1月7日第一次观测到了木卫三。不久，天文学家西蒙·马吕斯（Simon Marius）提出了Ganymede这个名字，Ganymede是希腊神话中的一位王子，被宙斯掳走并成为了希腊诸神的斟酒人。从先驱者10号开始，多艘宇宙飞船对木卫三进行了探索。旅行者号探测器——旅行者1号和旅行者2号，精确测量了它的大小，而伽利略号发现了它的地下海洋和磁场。下一个计划对木星系统的任务是欧洲航天局的（ESA）木星冰卫星探测器（Jupiter Icy Moon Explorer），计划于2022年发射。在飞掠三颗冰冷的伽利略卫星之后，探测器计划进入木卫三周围的轨道。