木衛(wèi)四（圍繞木星運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星）

詳細(xì)資料

木衛(wèi)四由近乎等量的巖石和水所構(gòu)成，平均密度約為1.83克/厘米。天文學(xué)家通過(guò)光譜測(cè)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(jī)物。伽利略號(hào)的探測(cè)結(jié)果顯示木衛(wèi)四內(nèi)部可能存在一個(gè)較小的硅酸鹽內(nèi)核，同時(shí)在其表面下100千米處可能有一個(gè)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(guò)概率要小于鄰近的另一顆衛(wèi)星木衛(wèi)二。多艘空間探測(cè)器都曾對(duì)該衛(wèi)星進(jìn)行過(guò)探測(cè)，包括先驅(qū)者10號(hào)、先驅(qū)者11號(hào)、伽利略號(hào)木星探測(cè)器和卡西尼號(hào)。長(zhǎng)久以來(lái)，人們都認(rèn)為木衛(wèi)四是設(shè)置進(jìn)一步探索木星系統(tǒng)基地的最佳地點(diǎn)。

木衛(wèi)四表面曾經(jīng)遭受過(guò)猛烈撞擊，其地質(zhì)年齡十分古老。由于木衛(wèi)四上沒(méi)有任何板塊運(yùn)動(dòng)、地震或火山噴發(fā)等地質(zhì)活動(dòng)存在的證據(jù)，故天文學(xué)家認(rèn)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(xué)家仔細(xì)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(lái)構(gòu)成）。天文學(xué)家認(rèn)為這種地形是小型地質(zhì)構(gòu)造升華所導(dǎo)致的，小型撞擊坑普遍消失，許多疙瘩地形是遺留下來(lái)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(gè)活動(dòng)劇烈的電離層?？茖W(xué)家們認(rèn)為木衛(wèi)四是因木星四周氣體和塵埃圓盤(pán)的吸積作用而緩慢形成的。由于木衛(wèi)四形成過(guò)程緩慢且缺乏潮汐熱效應(yīng)，所以?xún)?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(duì)流在形成后不久就已經(jīng)開(kāi)始，這種對(duì)流導(dǎo)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(gè)個(gè)比較小的巖質(zhì)內(nèi)核可能因此形成。

發(fā)現(xiàn)與命名

意大利天文學(xué)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(chēng)來(lái)自希臘神話中宙斯的愛(ài)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(shí)也被認(rèn)為是呂卡翁的女兒）。西門(mén)·馬里烏斯在該星被發(fā)現(xiàn)后不久提出該名稱(chēng)，馬里烏斯則認(rèn)為這是約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒的建議。然而天文學(xué)家在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都不歡迎這個(gè)名稱(chēng)，直到20世紀(jì)中期才廣泛采用。很多早期的天文學(xué)文獻(xiàn)中均以羅馬數(shù)字來(lái)稱(chēng)呼這顆衛(wèi)星（該體系由伽利略所提出），即稱(chēng)為木衛(wèi)四（Jupiter IV）或“朱庇特的第四顆衛(wèi)星”（the fourth satellite of Jupiter）。

物理特性

木衛(wèi)四上一個(gè)撞擊坑平原的近紅外光譜圖。木衛(wèi)四的平均密度為1.83g/cm3,，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49-55%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(lèi)隕石較之H球粒隕石，所含的全鐵和金屬鐵較少，而鐵氧化物較多。在木衛(wèi)四上，以質(zhì)量計(jì)，鐵和硅的豐度比為1.05-1.27，而在太陽(yáng)中，則為1.8。

木衛(wèi)四的表面是不對(duì)稱(chēng)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?lái)說(shuō)，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0.2。人們推測(cè)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(xué)，科學(xué)家們?cè)?.04、1.25、1.5、2.0和3.0微米波長(zhǎng)段發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)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25-50%之間。對(duì)伽利略號(hào)和地基觀測(cè)站拍攝的高分辨率近紅外光譜和紫外線光譜照片進(jìn)行分析后，科學(xué)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(jī)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(guò)猛烈轟擊的表面之下是一層厚度在80-150公里之間的寒冷、堅(jiān)硬的冰質(zhì)巖石圈。對(duì)包圍著木星及其衛(wèi)星的磁場(chǎng)進(jìn)行的研究表明在木衛(wèi)四地殼之下50-200公里深處存在著一個(gè)咸水海洋：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)置于木星多變的磁場(chǎng)中的木衛(wèi)四就像個(gè)理想的導(dǎo)電球體，即磁場(chǎng)無(wú)法穿透到達(dá)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(dá)到10公里的高電導(dǎo)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(dá)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(dá)到250-300公里。如果不存在海洋，那么其冰質(zhì)巖石圈將會(huì)更厚，可能厚達(dá)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全的分化型。伽利略號(hào)的探測(cè)數(shù)據(jù)（特別是在近距離飛掠中測(cè)定的無(wú)量綱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量——其數(shù)值為0.3549 ± 0.0042）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(shuō)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(dòng)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(lèi)內(nèi)核的半徑不可能超過(guò)600公里，而其密度可能介于3.1-3.g/cm3之間。

木衛(wèi)四表面的地質(zhì)年齡十分古老，它同時(shí)也是太陽(yáng)系中遭受過(guò)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(duì)簡(jiǎn)單：這里沒(méi)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(jī)構(gòu)和撞擊坑組成的多類(lèi)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(chēng)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(xué)家們猜測(cè)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(diǎn)地帶也屬于這種地形。這種地形的形成最初被認(rèn)為與內(nèi)源性地質(zhì)活動(dòng)有關(guān)，但是伽利略號(hào)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(méi)有出現(xiàn)任何星體表面被多次覆蓋的跡象。伽利略號(hào)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(wàn)平方公里，并被周?chē)牡匦嗡h(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(cè)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(jiǎn)單的碗型結(jié)構(gòu)或平底結(jié)構(gòu)。直徑在5-40公里間的撞擊坑則擁有中央山峰。直徑在25-100公里間的很多撞擊坑，如庭德?tīng)栕矒艨?Tindr crater)，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(lèi)結(jié)構(gòu)都很淺，可能是向多環(huán)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過(guò)渡地形。

沃爾哈拉多環(huán)結(jié)構(gòu)正如前文所提及的，木衛(wèi)四上還存在著由純冰體構(gòu)成的、反照率高達(dá)0.8的斑塊地形，其四周為較暗的物質(zhì)所環(huán)繞。伽利略號(hào)的高分辨率照片顯示這些較明亮的斑塊主要位于抬升地形上：如撞擊坑坑緣、懸崖、山脊和瘤狀地形。這種斑塊可能是一層薄薄的霜體沉積。較暗的物質(zhì)通常位于四周地勢(shì)較低且較平坦的地帶，如撞擊坑坑底和撞擊坑之間的低洼地帶，它們將原本的霜體沉積物覆蓋住，故而該地區(qū)顯得較暗，形成了直徑達(dá)5公里以上的暗斑。

在幾公里的級(jí)別上，較之其他伽利略衛(wèi)星的表面，木衛(wèi)四的表面地形現(xiàn)出了更多的退化特征。例如相比較與其他衛(wèi)星，如木衛(wèi)三的暗區(qū)，木衛(wèi)四的表面即缺乏直徑小于1公里的撞擊坑，取而代之的是無(wú)處不在的小型瘤狀地形和陷坑。瘤狀地形被認(rèn)為是撞擊坑經(jīng)歷了迄今為止還不為人知的退化過(guò)程而形成的坑緣殘跡，這種退化很可能是冰體的緩慢升華造成的——當(dāng)木衛(wèi)四運(yùn)行至日下點(diǎn)時(shí)，其向陽(yáng)面溫度會(huì)達(dá)到165K以上，此時(shí)冰體即會(huì)出現(xiàn)升華現(xiàn)象：基巖引起其上的臟冰分解，從而使得其中的冰體水和其他易揮發(fā)物質(zhì)升華。而殘骸中的非冰質(zhì)殘余物則發(fā)生崩塌，從撞擊坑坑緣的坡上下落。這種崩塌經(jīng)常在撞擊坑附近和撞擊坑內(nèi)部出現(xiàn)，被稱(chēng)為“周邊碎片”(debris aprons)。

塌陷地形和瘤狀地形通過(guò)各地質(zhì)單元所覆蓋的撞擊坑的密度，人們可以推斷出它們的相對(duì)年齡：撞擊坑分布密度越大，該地質(zhì)單元相對(duì)年齡越大。但是它們的絕對(duì)年齡卻還無(wú)法確定，不過(guò)根據(jù)理論預(yù)測(cè)，撞擊坑平原的地質(zhì)年齡被認(rèn)為長(zhǎng)達(dá)45億年，幾乎可以追溯到太陽(yáng)系的形成時(shí)期。多環(huán)結(jié)構(gòu)和撞擊坑的地質(zhì)年齡則取決于其所在區(qū)域的撞擊坑密度，由此得出的估計(jì)年齡從10億年到40億年不等。

木衛(wèi)四的電離層則是在伽利略號(hào)的數(shù)次飛掠中被首次發(fā)現(xiàn)，其高電子密度為7-17 × 10? cm?3，這種密度與大氣中二氧化碳的光致電離作用的效果不相符合。所以有人預(yù)測(cè)木衛(wèi)四大氣層的組要成分應(yīng)該是氧氣（含量為二氧化碳的10倍到100倍），但是尚未在該大氣中探測(cè)到氧氣的存在。

軌道

木衛(wèi)四（左下角）、木星和木衛(wèi)二（位于木星大紅斑的左下方）。木衛(wèi)四是距離木星最遠(yuǎn)的伽利略衛(wèi)星，其軌道距離木星約188萬(wàn)公里(是木星半徑——7萬(wàn)1398公里——的26.3倍)，比之距離木星次近的木衛(wèi)三的軌道半徑——107萬(wàn)公里——遠(yuǎn)得多。由于軌道半徑較大，故其并不處于軌道共振狀態(tài)，可能永遠(yuǎn)也不會(huì)處于這種狀態(tài)。

木衛(wèi)四不參與軌道共振，這意味著它永遠(yuǎn)都不會(huì)產(chǎn)生明顯的潮汐熱效應(yīng)，而潮汐熱效應(yīng)是星體內(nèi)部結(jié)構(gòu)分化和發(fā)育的重要?jiǎng)恿?。由于距離木星較遠(yuǎn)，所以其表面來(lái)自木星磁場(chǎng)的帶電粒子流較弱——比之木衛(wèi)二表面的帶電粒子流弱了300倍。所以較之其他幾顆伽利略衛(wèi)星，木衛(wèi)四表面的帶電粒子光滲效應(yīng)較弱。

和大部分的衛(wèi)星一樣，木衛(wèi)四是一顆同步自轉(zhuǎn)衛(wèi)星，即木衛(wèi)四的自轉(zhuǎn)周期等同于其公轉(zhuǎn)周期，約為16.7個(gè)地球日。其軌道離心率很小，軌道傾角也很小，接近于木星赤道，同時(shí)在數(shù)百年的周期里，軌道的離心率和傾角還會(huì)以周期函數(shù)的形式受到太陽(yáng)和木星引力攝動(dòng)的影響。變化范圍分別為0.0072-0.0076和0.20-0.60°。這種軌道的變化使得其轉(zhuǎn)軸傾角在0.4-1.6°之間變化。

起源與演化

木衛(wèi)四內(nèi)部結(jié)構(gòu)的部分分層（該結(jié)論由無(wú)量綱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量數(shù)值推斷而出）表明該星體從未被充分加熱以使其冰質(zhì)部分融解。因此，其最可能的形成模型是低密度的木星次星云中的緩慢吸積過(guò)程。這個(gè)持續(xù)時(shí)間甚久的吸積過(guò)程使得星體最終冷卻，而無(wú)法保持在吸積過(guò)程、放射性元素衰變過(guò)程和星體收縮過(guò)程積聚的熱量，從而阻斷了冰體融化和快速分化過(guò)程。其形成階段所耗時(shí)間大約在10萬(wàn)年到1000萬(wàn)年之間。

瘤狀地形而之后木衛(wèi)四的進(jìn)一步演化則取決于放射性衰變的產(chǎn)熱機(jī)制和靠近星體表面熱傳導(dǎo)的冷卻機(jī)制之間的競(jìng)賽，以及星體內(nèi)部到底是處于固態(tài)還是亞固態(tài)對(duì)流狀態(tài)。冰體的亞固態(tài)對(duì)流的具體運(yùn)動(dòng)狀況是所有冰衛(wèi)星模型中最大的不確定性因素。基于溫度對(duì)冰體黏度的影響，當(dāng)溫度接近于冰體的熔點(diǎn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)亞固態(tài)對(duì)流。在亞固態(tài)對(duì)流中，冰體的運(yùn)動(dòng)速度十分緩慢，大約為1厘米/年，但是從長(zhǎng)期來(lái)看，亞固態(tài)對(duì)流事實(shí)上是非常有效的冷卻機(jī)制。在木衛(wèi)四寒冷而堅(jiān)硬的表層——被稱(chēng)為“密封蓋”（stagnant lid）——中，熱量的傳導(dǎo)并沒(méi)有以對(duì)流形式進(jìn)行；而在該層之下的冰體中，熱量則是以亞固態(tài)對(duì)流形式進(jìn)行傳導(dǎo)。對(duì)木衛(wèi)四來(lái)說(shuō)，外部的傳導(dǎo)層即是厚度約為100公里的寒冷而堅(jiān)硬的巖石圈。它的存在解釋了為何木衛(wèi)四表面沒(méi)有任何內(nèi)源性構(gòu)造活動(dòng)的跡象。而在木衛(wèi)四內(nèi)部，熱對(duì)流可能是分層次的，因?yàn)樵诟邏褐?，冰體水會(huì)出現(xiàn)多種晶相，從星體表面的第一態(tài)冰到星體中心的第七態(tài)冰。在早期，木衛(wèi)四內(nèi)部亞固態(tài)對(duì)流機(jī)制的運(yùn)作阻止了冰體的大面積融化，而后者則會(huì)導(dǎo)致星體內(nèi)部的分化，從而形成一個(gè)大型的巖石內(nèi)核和冰質(zhì)地幔。同時(shí)也由于對(duì)流作用的存在，冰體和巖石的部分分化持續(xù)了數(shù)十億年之久，至今仍在緩慢進(jìn)行中。

現(xiàn)今解釋木衛(wèi)四形成的觀點(diǎn)考慮到了在其表面之下可能存在著一個(gè)地下海洋，其形成與冰體的第一晶相的熔點(diǎn)異常有關(guān)——其熔點(diǎn)隨著壓力的增大而降低，當(dāng)壓力達(dá)到2070巴時(shí)，熔點(diǎn)可低至251K。在所有的木衛(wèi)四現(xiàn)實(shí)模型中，位于100-200公里深處地層的溫度都十分接近，甚至是略微超過(guò)了這個(gè)異常的熔點(diǎn)。而少量氨——比重約為1-2%——的存在則能夠加大該深度液體存在的可能性，因?yàn)榘蹦軌蜻M(jìn)一步降低冰體熔點(diǎn)。

盡管在很多方面木衛(wèi)四和木衛(wèi)三十分相似，但是前者的地質(zhì)歷史相對(duì)簡(jiǎn)單。在撞擊事件和其他外力影響作用之前，該星體的表面即已基本成型。與擁有槽溝構(gòu)造的鄰近衛(wèi)星木衛(wèi)三相比，木衛(wèi)四上甚少發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的跡象。這種相對(duì)簡(jiǎn)單的地質(zhì)歷史對(duì)于行星科學(xué)家來(lái)說(shuō)意義十分重大，他們可將該星體作為一個(gè)很好的基本參考對(duì)象，用來(lái)對(duì)比其他更加復(fù)雜的星體。

探測(cè)

未來(lái)人類(lèi)在木衛(wèi)四上設(shè)置的基地的藝術(shù)想象圖20世紀(jì)70年代，先驅(qū)者10號(hào)和先驅(qū)者11號(hào)先后接近木星，獲取了少量關(guān)于木衛(wèi)四的新信息。真正的突破來(lái)自1979-1980年間旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)的考察。它們對(duì)木衛(wèi)四一半以上的表面進(jìn)行了拍攝，圖像分辨率在1-2公里之間，同時(shí)還精確地測(cè)量了木衛(wèi)四的表面溫度、質(zhì)量和大小。第二波的考察在1994年至2003年間展開(kāi)，其時(shí)伽利略號(hào)8次近距離飛掠木衛(wèi)四，最后一次飛掠發(fā)生在2001年，當(dāng)時(shí)伽利略號(hào)位于C30軌道上，距離木衛(wèi)四表面僅138公里。伽利略號(hào)完成了對(duì)木衛(wèi)四表面的全球測(cè)繪，并傳回了大量分辨率達(dá)到15米的特定地區(qū)的照片。2000年，卡西尼號(hào)在前往土星途中對(duì)包括木衛(wèi)四在內(nèi)的四顆伽利略衛(wèi)星進(jìn)行了高精度紅外光譜探測(cè)。2007年2月至3月，新視野號(hào)探測(cè)器在前往冥王星途中經(jīng)過(guò)木衛(wèi)四，對(duì)其進(jìn)行了拍攝和光譜分析。

美國(guó)航空航天局和歐洲空間局合作的一項(xiàng)旨在探測(cè)木星衛(wèi)星的計(jì)劃——“木衛(wèi)二-木星計(jì)劃”將于2020年實(shí)施。2009年2月，美國(guó)航空航天局和歐洲空間局確認(rèn)該計(jì)劃將優(yōu)先于“土衛(wèi)六-土星計(jì)劃”得以實(shí)施。但是歐洲空間局的計(jì)劃資金仍然面臨來(lái)自該局其他計(jì)劃的競(jìng)爭(zhēng)。“木衛(wèi)二-木星計(jì)劃”包括美國(guó)航空航天局主持的“木星-木衛(wèi)二軌道飛行器”和歐洲空間局主持的“木星-木衛(wèi)三軌道飛行器”，可能還包括日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)主持的“木星磁場(chǎng)探測(cè)器”。

存在生命的可能性

就如同木衛(wèi)二和木衛(wèi)三一樣，也有人認(rèn)為在木衛(wèi)四表面之下的咸水海洋中可能存在著外星生命。但是較之木衛(wèi)二和木衛(wèi)三來(lái)說(shuō)，木衛(wèi)四上的環(huán)境顯得相對(duì)惡劣，主要是因?yàn)椋喝狈山佑|的巖石物質(zhì)、來(lái)自星體內(nèi)核的熱通量較低?？茖W(xué)家特倫斯·約翰森這樣論述木衛(wèi)四和其他伽利略衛(wèi)星上生命存在可能性的問(wèn)題是：“構(gòu)成生命的基本材料——我們稱(chēng)之為“前生命時(shí)期物質(zhì)”——在許多太陽(yáng)系天體，如彗星、小行星和冰衛(wèi)星中含量都十分豐富。生物學(xué)家相信液態(tài)水和熱量是支撐生命必不可少的，所以能夠在另一個(gè)天體上發(fā)現(xiàn)液態(tài)水是十分令人振奮的。但是，對(duì)于木衛(wèi)四來(lái)說(shuō)，至少在目前階段，熱量是一個(gè)大問(wèn)題，它上頭的海洋主要依靠放射性元素衰變加熱，而離木星相對(duì)較近的木衛(wèi)二則能夠依靠引力潮汐產(chǎn)生更多的熱量。 ”

西班牙科學(xué)家在26日出版的英國(guó)《自然》雜志上為木衛(wèi)四內(nèi)部的海洋提供了一個(gè)新的解釋。其計(jì)算表明，木衛(wèi)四的溫度和壓力條件使得其表面的冰層傳熱性較差，阻止了內(nèi)部熱能散失，保溫效果比人們以前認(rèn)為的更好。

根據(jù)計(jì)算，木衛(wèi)四地表以下150公里深處可能存在一個(gè)深20公里的巨大海洋。木星的另兩顆大衛(wèi)星木衛(wèi)二和木衛(wèi)三也可能因?yàn)轭?lèi)似原因而擁有地下海洋。

木衛(wèi)四是木星的第二大衛(wèi)星，直徑4800公里。1998年，伽利略號(hào)探測(cè)器發(fā)回的數(shù)據(jù)顯示，木衛(wèi)四的磁場(chǎng)隨著木星的轉(zhuǎn)動(dòng)而波動(dòng)不定。對(duì)這種情況的最可能解釋是木衛(wèi)四地表下有一個(gè)含鹽的大海洋。含鹽的水能導(dǎo)電，引起木衛(wèi)四的磁場(chǎng)和木星的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生這種波動(dòng)。西班牙科學(xué)家的新成果為上述猜想提供了進(jìn)一步支持。

人們通常認(rèn)為，有水的地方就有可能存在生命。但是科學(xué)家說(shuō)，木衛(wèi)四內(nèi)部的海洋深處充滿(mǎn)了密集的冰塊和巖石。這些冰塊和巖石阻止了熱能的流動(dòng)，使木衛(wèi)四上存在生命的可能性非常渺茫.

基于如上的考慮和其他科學(xué)觀測(cè)，木衛(wèi)二被認(rèn)為是伽利略衛(wèi)星中最可能存在生命的天體。

殖民計(jì)劃

在木衛(wèi)四上建立基地的好處在于它的較低輻射（木衛(wèi)四離木星較遠(yuǎn)）和地質(zhì)上的穩(wěn)定性。同時(shí)它還能為進(jìn)一步探索木衛(wèi)二提供便利支持，也是在木星系中設(shè)置前往更遠(yuǎn)的外太陽(yáng)系空間飛船的維修站的理想地點(diǎn)——在離開(kāi)木衛(wèi)四之后，飛船可以通過(guò)近距離飛掠木星獲得重力助推。