木星的两个卫星,木卫三和木卫四,被认为是异卵双胞胎。它们的成分和大小相似,但视觉上不同。此外,伽利略号和旅行者号航天器的数据显示,这两颗卫星的内部结构也有很大不同。这种差异的原因困扰了科学家30年,但一项新的研究提供了一种解释。在后来的剧烈爆炸中,卡利斯托毫发无损地逃脱了,而甘尼米德是一个被虐待的孩子,以至于后者融化了。西南研究所的艾米·巴尔博士说:“撞击使木卫三融化得如此彻底,以至于热量无法迅速消除。就像所有的巧克力碎片都沉入融化的冰淇淋盒底部一样,所有的甘尼米德石都沉入中心。木卫四在低速时受到的冲击较小,避免了完全融化。”
巴尔博士和罗宾·科纳普博士创建了一个模型,展示了在38亿年前的晚期猛烈轰击中,木星强大的引力如何将彗星撞击集中在木卫三和木卫四上。每次撞击木卫三或木卫四的混合冰和岩石表面,都会形成一个液体池,这将使液体池中的岩石下沉到卫星的中心。
但是木卫三离木星更近,所以它被冰撞击的程度是木卫三的两倍。此外,撞击木卫三的撞击器具有较高的平均速度。巴尔和柯纳普模型表明,后期重轰击形成的核心在木卫三可以自持,但在木卫三不能自持。
引用美国西南研究院的研究成果,说明太阳系晚期木卫三和木卫四的猛烈轰击形成的内部密度结构
就像看电影一样,展现了外太阳系后期猛烈轰炸对木卫四和木卫三内部结构的影响。
巴尔解释说:“像地球和金星一样,木卫三和木卫四也是双胞胎,行星科学家知道它们是如何出生和成长的非常有趣。“我们的研究表明,木卫三和木卫三记录了太阳系早期演化的特征,这非常令人兴奋,也完全出乎意料。”
木卫三和木卫三的二分法一直是比较行星学的经典问题。比较行星学是一个研究领域,旨在解释为什么一些具有相似体积特征的太阳系天体具有完全不同的外观。巴尔和柯纳普的研究还将木星卫星的演化与地外行星的轨道迁移和地球卫星的轰击历史联系起来。
木星已知有79颗卫星。最大的卫星是四颗伽利略卫星,由伽利略和西蒙·马洛于1610年独立发现。它们是科学家发现的第一批既不绕地球也不绕太阳运行的卫星。自19世纪末以来,发现了许多比木星小得多的卫星,这些卫星被赋予了恋人或罗马神木星的女儿,或希腊神宙斯的名字。到目前为止,伽利略卫星是环绕木星运行的最大、质量最大的天体,其他75颗已知卫星和土星环加起来只占木星总轨道质量的0.003%。
旅行者号宇宙飞船上的相机捕捉到的伽利略卫星绕木星运行。木星的八颗卫星是正常的,它们的进动轨道和近似圆形的轨道相对于木星的赤道面不是很倾斜。如果它们在太阳的正轨道上,由于伽利略卫星的行星质量,它们的形状几乎是球形的,所以至少它们可以被视为矮行星。其他四颗常规卫星小得多,离木星更近;这些是构成木星环的尘埃来源。木星其余卫星均为不规则卫星,其进退轨道远离木星,倾角和偏心率较高。这些卫星可能是木星从太阳轨道上捕获的,其中22颗非常规卫星尚未正式命名。
相关知识
木星是距离太阳第五近的行星,也是太阳系中最大的行星。目前已知的卫星有60多颗。古代天文学家已经知道这颗行星,罗马人称它为木星。在中国古代,木星被称为年,它用了12年的时间绕着天球转,天球和地支一样。
参考材料
1.维基百科全书
2.天文术语
3.陈聪大学日
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