围绕在宙斯身边的女神，到底长什么样，揭开木卫四神秘的面纱
【菜科解读】
图解:木卫四。
©基于NASA图像
木卫四（Callisto）是伽利略所发现的木星卫星之一。
木卫四是除木卫三和土卫六之外，太阳系中第三大卫星。
它也是木星轨道上的第二大卫星。
木卫四与水星的大小差不多。
木卫四每17个地球日绕木星一圈。
这颗卫星被潮汐力锁定。
意味着它每绕木星一圈就自转一次，这与地球的月亮类似。
因此，木卫四的一个天或者说自转的周期等于其公转周期，即16.69个地球日。
图解: 木卫四（左下角）、木星和木卫二（位于木星大红斑的左下方）。
木卫四是伽利略发现的伽利略卫星中最远的一个。
与其他伽利略卫星不同，木卫四没有像木卫一、木卫二和木卫三那样陷入轨道共振。
这意味着它不受其他伽利略卫星的潮汐力的影响。
其核心并没有被木星和木星其他卫星之间的引力拉锯所加热。
1.木卫四的历史
木卫四于1610年被发现。
它的名称来自一位女神的宁芙侍女，她获得了宙斯的宠幸。
而嫉妒的赫拉把她变成了一只大熊。
宙斯，也叫做朱庇特，将她升入天界，成为大熊星座。
她与宙斯的儿子则成为了小熊星座。
图解: 宙斯雕像，1680年，士麦拿
木卫四可能是在木星轨道的岩石环中经历数百万年时间所形成，这是围绕太阳的岩石碎片聚合形成带内行星过程的缩影。
这个理论得到了数个环形山及其年龄的验证，其中一些环形山年龄接近40亿年。
2.木卫四的地理特征
据估计，木卫四大约有40亿年的历史，几乎与太阳系一样古老。
木卫四上没有任何地质活动。
与木卫一不同，它不存在也可能永远不会存在火山活动。
木卫四不像木卫二与木卫三一样拥有地下海洋。
它也没有像土卫六般明显的大气候来抵御陨石坑。
它的大气层只是由一层薄薄的二氧化碳组成。
图解:木卫四上最大的撞击坑称为瓦尔哈拉多环结构（2500英里）。
©NASA图片
过去的40亿年中，在被木星引力所捕捉的小行星不停轰击下，加之又不受风化作用的影响，使得木卫四成为太阳系中陨石坑最多的卫星。
图解: 木卫四上的撞击坑平原。
卫星上最大的撞击坑称为Valhalla。
它大约2,500英里至4,000公里宽。
Asgard大约1,000英里至1,600公里宽。
这两个陨石坑都以北欧神话中的人物命名。
Gipul 撞击坑链是一系列呈直线分布的陨石坑。
这些陨石坑可能是因为一个大型天体被木星引力撕裂，同时又被另一个木星卫星所吸引，从而在撞击木卫四上形成的。
图解: 图中的淡蓝色曲线为阿斯嘉特撞击坑，黑暗陨石坑平原则为红色曲线。
根据近红外光谱仪探测结果，显示阿斯嘉特撞击坑内的水冰（吸水波段介于1到2微米之间）数量比较多，岩石物质则比较稀少。
木卫四缺少山脉，即便是那些通常由冲击造成的山脉也都没有。
尽管冰体不曾像在木卫二或木卫三一样覆满木卫四的陨石坑，但人们仍推测这些陨石坑是被冰流弄平的。
据说，木卫四上的冰层在撞击之后会融化、流动，然后再次冻结。
所以陨石的撞击在岩石和冰层中会产生同心波纹，而不是像月球那样产生大量喷射状的碎片。
#p#分页标题#e#图解: 阿斯加德大约1,000英里宽。
©NASA图片
木卫四的大小与水星相似，但密度只有其三分之一。
这可能是冰与岩石混杂在一起造成的。
木卫四是一个寒冷的地方。
在白天，它只有-108°C，夜间更是降至-193°C。
木卫四表面的白色沉积物，或许是暴露在真空下的冰体升华的结果。
图解: 哈尔撞击坑及其中央拱形结构。
木卫四的地表因为主要由硅酸盐岩构成而成深灰色。
岩石表面下可能有一层大部分是冰体的地层。
木卫四的逃逸速度略高于月球。
木卫四相对于木星来说几乎没有轨道偏心率。
它的轨道偏心率为0.0074，非常接近木星的赤道。
木卫四运行在木星巨大的磁层外，所以它在所有伽利略卫星中辐射水平最低。
3.木卫四内部结构
木卫四有一个微弱的电离层。
在木卫四稀薄二氧化碳大气层和木星磁场之间相互作用下，其电离层的活动要比我们想象的剧烈得多。
磁共振成像显示，地表下方有一地层能传导木星的磁场。
图解: 这张图显示出木卫四周围的感应磁场，其中磁力线的边界相当明显，是天文学家根据观测资料所计算出来的。
红色的线为伽利略号的飞行轨迹。
它可能由位于地壳下方约100至200公里处的高盐度海洋构成，也可能完全由厚度达300公里的冰体构成。
由于缺乏板块构造和火山活动，木卫四在其地表下或许从未有过液态水，并且有着一颗自形成以来就被冻结的核心。
有天文学家认为，木卫四在其地表下方至少有150公里处有一个海洋，但与其他木星卫星相比，这方面的证据较为匮乏。
图解:木卫一、木卫二、木卫三和木卫四的内部结构。
©基于NASA图像
其核心主要由硅酸盐岩组成。
同时也有氧化铁岩石，冷冻氨和碳化合物存在的证据。
木卫四表面的碳化物可能是碳基小行星撞击留下的碎片。
有迹象表明存在水冰与卫星岩石碎片的混合物。
4.来自欧罗巴的探索
先驱者10号和先驱者11号飞掠过木卫四，提供的数据确认了其真实体积的大小。
旅行者号在1979年传回了第一张关于木卫四满目疮痍地表的精细照片。
图解: 木卫四与月球及地球的比较
更多的图像在木星的伽利略任务中传回，虽然该任务的真正目的是向木星的大气层发送探测器。
新视野号探测器在前往冥王星的途中，路过木卫四时，发回了该卫星的最新照片。
木卫四将会通过Jupiter Icy Moon Explorer（JUICE）探测器进一步进行研究。
JUICE计划于2022年由欧洲航天局（ESA）发射。
图解: 未来人类在木卫四上设置基地的想象图
如果2022年发射顺利，将在2030年到达木星。
而美国航天局与之相似的任务，Jupiter Icy Moons Orbiter （JIMO），却因缺乏资金而取消。
在NASA的人类外行星探测项目中发现，如果将人类能抵达木星卫星，木卫四由于辐射水平低，是建立太空基地的最佳地点。
然而，目前没有任何一个航天机构积极策划载人前往木星或其卫星，因此所有的人类任务计划只是停留在图纸上。
#p#分页标题#e#图解:旅行者1号送回了第一张精美细节的照片。
©NASA图片
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. thetimenow-孟冬
土星有行星环，地球为啥没有？本来地球曾经有过，火星将来也会有
这四颗行星都属于巨行星，它们的引力比岩质行星更大，因此它们能够将星球周围的小物质吸附过来，从而形成行星环。
除了质量不同之外，行星环的形成与行星与太阳的距离也有一定关系，太阳系四个岩质行星都没有行星环，另一个真相也是它们都距离太阳较近，太阳风就比较强烈，而在太阳光的照射下，水分子也无法凝结成冰晶，更无法与尘埃凝聚成较大的小行星等，所以就很不容易形成行星环了。
不过，行星环还有另一种形成模式，就是行星的卫星围绕行星运行的时候，或者其他大个头的小行星或彗星等路过行星的时候，它们若与行星的距离达到洛希极限，那么这颗小星体就会分解成为行星的行星环，比如若月球距离地球大约1万公里的时候，就会被地球的引力撕成碎片，从而变成地球的行星环。
本来在月球形成的时候，就经历过成为地球行星环的一刻，天文学家们普遍认为月球是由于一颗质量较大的天体撞击地球之后形成的，撞击后飞溅出去的碎块曾经形成了地球的行星环，但是由于这个行星环的物质分布很不均匀，导致行星环的物质凝聚融合在一起，形成了月球。
而火星的卫星火卫一由于距离火星较近，并且仍然在一步步靠近火星，所以他将来也有可能会到达火星的洛希极限，从而成为火星的行星环也有一种可能是将来直接撞击的火星上。
星空有约｜今年别错过火星和这三颗行星同框
届时，公众将看见两颗明亮行星近距离同框。
中国科学院紫金山天文台科普专家介绍，这是2024年适宜观赏的第一场太阳系行星相合。
什么是行星相合？紫金山天文台科普主管王科超介绍，天文学上定义的合并非两个天体真的合并在一起，而是指两个天体的地心视赤经或地心视黄经相同。
行星合行星、行星合月都指的是两个天体的地心视赤经相同。
不同于每个月会发生多场的行星合月，2024年全年共有12次太阳系行星相合，这与行星在天球上‘走’一圈的时间有关。
王科超说，今年最适合观赏的行星相合，除了2月22日的火星合金星，还有4月11日的火星合土星，以及8月15日的火星合木星。
这四颗行星都很明亮，且这三次相合两个天体间的角距离都不到1度，肉眼就能看到两颗星同框的画面。
何时适合观赏这三次行星相合呢？天文学上合是一个精准时刻，但对公众观测而言，在‘合’的前后几天都可观赏这一天象。
王科超说，三次相合时，两颗行星都位于太阳的西边，观赏时间都在日出之前。
具体到火星合金星，适宜观赏的时间约为日出前一小时，火星合土星的适宜观赏时间约为日出前一个半小时，火星合木星则是在午夜后到日出前都适宜观赏。
肉眼观测这三次相合，两颗行星相距这么近，如何分辨？王科超建议，一是从亮度上看，相合时，金星、木星都明显比火星要亮，土星比火星稍亮些。
二是从方位上分辨，肉眼看去，相合时，火星在天空上位于金星的下方，位于土星、木星的上方。
我们肉眼看到的两颗行星同框，是由于两颗行星及地球在运行过程中，排列成近似一条直线而出现的视觉现象，两颗行星实际上相距甚远，以火星与土星为例，二者间距离约为12亿千米。
