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1、木衛三，太陽系最大的衛星，含水量比地球的還要多 2、木衛三，太陽系已知最大的衛星，潛在的生命家園 3、木衛三的介紹 4、太陽系最大的行星：木衛三，到底有多可怕？ 5、木衛三是什么 6、木衛三和地球哪個大？ 木衛三，太陽系最大的衛星，含水量比地球的還要多

說到木衛三，大家一定會感覺到陌生，但它有兩個最大的頭銜一定會讓你印象深刻，第一個它是太陽系八大行星所有衛星中個頭最大的一顆衛星，木衛三的直徑達到5262公里，比水星的直徑還要大，如果不是因為它繞著木星轉，幾乎可以認定為是一顆行星。第二它是目前已知整個太陽系中含水量最多的星球，據推測，木衛三的含水量是地球含水量的三十倍以上，是名副其實的水世界。所以有了這兩個頭銜，大家一定會記住它，并對它有了很大的興趣。

木衛三的發現最早要追溯到我國戰國時期，在公元前364年的齊國，當時著名天文家甘德憑肉眼觀測到木星的衛星，《唐開元占經》引錄甘德論及木星時所說的話：“若有小赤星附雨其側”這是最早關于木衛三的記載，在二千多年后的公元1610年，著名科學家伽利略才用望遠鏡觀測到木星的衛星群，1610年1月11日， 伽利略·伽利萊 觀測到三顆靠近木星的星體；第二天晚上，他注意到這三顆星體發生了位移接著他又發現了第四顆星體，即后來的木衛三。至1610年1月15日晚，伽利略確定這些星體是圍繞木星運行的。

木衛三不僅是太陽系最大的衛星，含水量最多的星球，它還是太陽系中已知的唯一一顆擁有磁圈的衛星，其 磁圈 可能是由富鐵的流動內核的對流運動所產生的。木衛三主要由硅酸鹽巖石和冰體構成，星體分層明顯，擁有一個富鐵的、流動性的內核。

木衛三的表面由幾乎相等的巖石和水冰所構成，因為木衛三距離太陽遙遠，地表平均溫度低至零下180攝氏度，星球表面的水只能以冰山的形式廣泛分布在地表，冰山的質量占星體總質量的46-50%，在1995年哈勃空間望遠鏡對木衛三的觀測中發現了地表上存在稀薄的、以氧為主要成分的大氣，這也從側面證明了木衛三表面廣泛存在的水冰。而在地表二百公里以下，會存在一個全球性的深水海洋，據哈勃太空望遠鏡的探測，通過分析木衛三的極光光譜，估算出其海洋深達400千米。更有一種可能這只是木衛三全球性海洋的一小部分，木衛三可能擁有三個海洋，三個海洋層層疊加，每層都有400千米的深度，并由高壓冰層分隔開，最下面的一層海洋可能直接接觸到木衛三的巖石內核。所以木衛三的海洋深度可能超過1000公里，蘊含著超過150億立方千米的巨大水體，含水量是地球水量的30倍以上。

在木衛三的內部，地核的高溫可以融化水冰，還有木星對木衛三強大潮汐力的加熱，源源不斷的熱能使木衛三內部能保持溫暖。在木衛三的各處因為熱量的不均勻，有時也會有炙熱的海水噴涌而出，在木衛三的表面形成蔚為壯觀的冰火山。

而在海洋的深處，深度達幾百公里的海底，因為星球內核地熱的噴涌也會形成巖漿火山噴發，這里的環境非常類似地球深海火山附近的環境，巨大的火山口不斷噴涌冒出黑煙和各種火山物質。

在這樣高溫高壓的環境中，理應是生命的禁區，但我們在地球深海火山口附近卻發現了各種各樣頑強的生命，如 雪蟹、鱗腳蝸牛、海參等 ，它 們 身 處 在 幾百 攝氏度 的 高溫下 卻 生活 的 悠然自得 ，并 不 依靠 氧 氣 存活 ，足見 生命 的 奇跡 ，可以 大膽 的 想象 ，在 木衛三 高溫高壓 的 深海 火山口 附近 說不定 也 會 有 這樣 的 生命 形式 存在 ，這 需要 未來 人類 能夠 制造 出 深海 潛航 器 并 送 往 木衛三 ，并且 需要 鉆 透 兩 百 公里 厚度 的 冰 層 后 ，深入 木衛 三 的 深海 水 世界 一 探究竟 。想 想 都 覺得 興奮 ，但 這 個 任務 卻 非 常的 艱巨 ，木衛三 距離 地球 差不多 八 億 公里 遠 ，光是 探測 器 到達 木衛三 就 需要 飛行 數 年 時間 ，還 需要 強大 的 鉆探 設施 能 鉆透 兩百 公里 后 的 冰 層 ，這 是 一項 巨大 的 工程 ，還 要 有 能 承受厚數 百 公里 海水深度處 壓強 的 超級 潛航 器 ，這 可不 是 目前 人類 在 地球 深海 一萬 米 處 的 深 潛器 所能 比擬 的 。所以 目前 的 科技 力量 還 無法 完成 這 一 壯舉 。

人類最早探測木衛三的探測器是先驅者10號和11號，但傳回的關于木衛三的信息較少。而之后旅行者1號和旅行者2號于1979年飛掠過木衛三。它們精確測定了它的大小，最終證明它的體積要大于土衛六，這兩艘飛船還發現了木衛三上的槽溝地形。1995年，伽利略號進入環木星軌道。在1996年至2000年間，它共6次近距離飛掠過木衛三。在最接近的一次飛掠中，伽利略號距離木衛三表面僅264千米。它發現了木衛三的磁場。后來又發現了木衛三的地下海洋，并于2001年對外公布。伽利略號傳回了大量的光譜圖像，并在木衛三表面發現了數種非冰化合物。最近前往近距離探測木衛三的探測器是新視野號，它于2007年在前往冥王星的途中飛掠過了木衛三，并在加速過程中拍攝了木衛三的地形圖和構成圖。

木衛三可以說是人類在太陽系的天然大水庫，其儲水量是地球的三十倍還多，未來人類在開發太陽系的資源中，木衛三說不定會成為人類最重要的水源地。

木衛三，太陽系已知最大的衛星，潛在的生命家園

木衛三是木星周圍最大的衛星，也是太陽系中最大的衛星。木衛三大約有三千英里寬，比水星還要大。如果木衛三圍繞太陽運行，它可以被當作是一顆行星，它大到足以被自身重力拉成一個球體。

圖解：木衛三與太陽系其他天體的比較，供圖/NASA

木衛三每7.16天繞木星運行一次。它的軌道平均距離木星665000英里或一百萬公里，靠近木星的赤道。木衛三被潮汐鎖定，自轉時把同一面朝向木星，這意味著木衛三的“天”和它的軌道周期是一樣的，只有7天長。

圖解：木星和木衛一、木衛二從木衛三上空升起，圖源：NASA

木衛三環繞木星運行有一個非常圓的軌道，也有最小的軌道傾角。木衛三是木星處于穩定的拉普拉斯共振狀態的三個衛星之一。木衛三每繞軌一圈，木衛二繞軌兩圈，而木衛一繞軌四圈。

圖解：伽利略號探測器拍攝的木衛三照片。

因為我們知道木衛二表面下有一片海洋和它的近似體積，科學家們利用木衛二的總密度來假設冰下有一個固體核心，其寬度是月球總直徑的一半。因為木衛三直徑約5300英里，所以固體核心直徑約2650英里。

木衛三表面的部分區域和太陽系一樣古老，有45億年的 歷史 。它逐漸被侵蝕的表面，以及奇特的溝槽和裂縫，是科學家發現其地下海洋的原因。

圖解：木衛三內部構造說明

木衛三是1610年伽利略發現的木星四顆衛星之一。同行的天文學家西蒙·馬呂斯把它命名為蓋尼米德，是因為一個為眾神之王宙斯端茶倒水的希臘孩子。木星的衛星最初被分配了編號。蓋尼米德這個名字從一開始是非官方的，但在19世紀初被官方認可。

木衛三的地理

我們知道木衛三在其冰冷的外表下有一個液態水海洋。木衛三沒有一個像地球和金星一樣由放射性元素衰變來加熱的火山核心，相反，木衛三的核心被木星和圍繞木星的其他衛星之間引力的拔河運動所加熱。木衛三是我們所知的唯一擁有磁場的衛星，這可能是存在熔融磁芯的跡象，盡管比地球的要小得多。

圖解：木衛三內部結構

木衛三表面相對光滑，它有流星撞擊形成的隕石坑。然而，任何大的突破凍結的表面東西都會導致水填充它。

木衛三的大氣層稀薄。土星的衛星土衛六有一個由碳氫化合物組成的完整大氣層，包括乙烷云和甲烷雨。木衛三的大氣中含有氧氣的痕跡，這可能是表面的冰分解成氫分子和氧分子的結果。氫的逃逸速度較低，留下氧的痕跡。此外還有一些臭氧的痕跡，是由木星磁場推動的微粒撞擊到木衛三的大氣層造成的。

圖解：木衛一、木衛二、木衛三和木衛四的內部結構。供圖/NASA

木衛三上部分地區有著45億年的 歷史 。還有很多年輕的地方，有著看起來像是充滿了裂縫的凹槽，這種地形可能是木衛三表面緩慢移動的冰塊的結果，或者它們可能是潮汐力引起的地震移動，類似于地球上的構造板塊。當有間隙或裂縫出現時，凍結的泥漿會上升并填滿裂縫，形成一個相對平滑的溝槽，可以延伸數百英里。

圖解：較暗的尼克爾森區和較亮的哈帕吉亞槽溝之間可謂涇渭分明。

蓋尼米德的主要地標是一個叫做阿納特的大隕石坑。然而，有許多較小的隕石坑遍布在木衛三上。木衛三表面較古老的和那些沒有被下面的冰水填滿的部分，比行星表面較新的部分有更多的隕石坑。

幾乎完全磨損或填充的隕石坑表明木衛三的表面仍在隨時間變化。木衛三沒有像月球那樣的撞擊坑造成的大山脈，因為沒有熱的熔融巖石在撞擊時被撞入大氣層。所有出現的山脈都被磨損成了低矮的山脊。

圖解：木衛三的表面，圖源：NASA

木衛三上存在生命嗎？

我們不知道木衛三在它厚厚的冰冷的外表下是否維持著生命。然而，它有許多我們認為生命需要的先決條件。木衛三存在液態水，這個星球的海洋比地球上的海洋含有更多的水，盡管其壓力遠大于太平洋中馬里亞納海溝的底部。它有熔化內部的能量。

圖解：旅行者2號拍攝的的木衛三背向木星一面的照片拼接圖。較為古老的暗區——伽利略區位于右上方。它和另外一個較小的暗區——馬里烏斯區之間隔著較為明亮也較為年輕的烏魯克溝帶。從相對較為年輕的奧里西斯隕石坑中噴出的冰體形成了圖像底部明亮的輻射帶。

從理論上講，木衛三是一個更穩定的生命家園，因為即使在地核冷卻很久之后，它仍會被木星的潮汐加熱，而厚厚的冰層保護著任何海洋生物，而不受像滅絕恐龍的小行星撞擊的影響。

木衛三有一個堅硬的核心，巖石與冰混合，提供了類似于海底生物能存活需要的元素，這意味著木衛三有可能進化出類似于那些生活在地球海洋底部，靠海底熱噴口生存的海洋生物。木衛三上的生命可以進化而不需要陽光，因為沒有什么能穿透木衛三厚厚的冰。通過這種方式，木衛三類似于木衛二，在我們的太陽系中作為一個潛在的生命家園。

探索 蓋尼米德

圖解：木星冰月探測器(JUICE)將于2022年6月發射，執行為期11年的探測木星及其幾個衛星的任務?NASA

先鋒10號和先鋒11號都曾經飛過木衛三，旅行者1號在穿越太陽系的旅程中靠近過木衛三，旅行者2號提供了關于月球尺寸的更詳細的信息，也正是旅行者號飛船證明了木衛三是最大的衛星。哈勃太空望遠鏡在環繞地球的軌道上發現了木衛三大氣層周圍稀薄的氧氣。

圖解：槽溝地形區中新近形成的撞擊坑。上為古拉撞擊坑，下為阿克洛奧斯撞擊坑。

2005年，一個木星衛星探測任務被取消。木衛二/木衛三穿甲彈是一種被提議的航天器，它將由木星-木衛三軌道飛行器或木星-木衛二軌道飛行器攜帶，并降落到木衛三的表面，類似于給我們提供了土衛六表面的詳細視圖的土衛六海洋探測器一樣工作。它可以穿透木衛三表面一米左右。

歐洲航天局正在設計一種將被送往木星衛星的探測飛船，這艘飛船將進入木衛三軌道，但目前還不知道它是否會將探測器降落到地面。初步計劃于2022年發射。這艘飛船大約十年后到達木星。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. thetimenow- over the mountains,mountains

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木衛三的介紹

木衛三（蓋尼米得，Ganymede，Γανυμ?δη?）是圍繞木星運轉的一顆衛星，公轉周期約為7天。按距離木星從近到遠排序，在木星的所有衛星中排第七，在伽利略衛星中排第三。它與木衛二及木衛一保持著1:2:4的軌道共振關系。木衛三是太陽系中最大的衛星。直徑大于水星，質量約為水星的一半，木衛三主要由硅酸鹽巖石和冰體構成，星體分層明顯，擁有一個富鐵的、流動性的內核。體積與水星相當，是太陽系中已知的唯一擁有磁圈的衛星。木衛三最先并非伽利略所發現。在公元前400年到公元前360年之間（最有可能的是在公元前364年夏天）我國戰國時期的甘德就已經發現了木衛三，比伽利略早了2000多年。后天文學家西門·馬里烏斯以希臘神話中宙斯的愛人伽倪墨得斯為之命名。旅行者號航天器精確地測量了該衛星的大小，伽利略號探測器則發現了它地下海洋和磁場。2015年3月12日，美國國家航空航天局宣布，太陽系最大衛星木衛三的冰蓋下有一片咸水海洋，液態水含量超過地球。

太陽系最大的行星：木衛三，到底有多可怕？

隨著 科技 高速發展，人類對宇宙的 探索 越來越頻繁，近50年來，人類發現了太陽系最大的 衛星 ，它就是圍繞木星旋轉的木衛三，是太陽系中最大的衛星，其中在17世紀初，人類就發現了這圍繞木星的四顆衛星，但并不知道木衛三就是太陽系中最龐大的衛星，下面我們就一起來了解這顆衛星。

衛星 是指在圍繞一顆行星做周期性運行的天然天體，人造衛星一般也可以稱為衛星，但這都不算是天然衛星，圍繞我們地球的只有一個衛星，那就是月球，那么太陽系最大的衛星又是誰呢?其實在17世紀初，我們就發現了這顆衛星。但在當時根本無法確定它是否是最大的衛星，它就是圍繞著木星的木衛三，屬于伽利略衛星之一，直到后來，人們才發現這顆衛星就是太陽系中最大的衛星了，并且他的直徑達 5200多千米 ，看起來比水星都大，但是它的質量遠不如水星。

否則它將不是衛星了，所以他還是要臣服于木星，老老實實地在衛星行列中當老大，如果說木星是太陽系中的行星之王，那么木衛三無疑就是衛星之王，不過，作為最大的衛星在行星之王面前，根本無法與其爭輝。

人類也多次使用探測器對木衛三進行 探索 ，并拍攝了一些寶貴的照片，從這些照片中我們可以發現，木衛三與我們地球的衛星月球長得有幾分相似，木衛三主要由硅酸鹽巖石和冰體構成，星體分層明顯，擁有一個富鐵的、流動性的內核。

由于距離木星太近，木衛三的公轉周期僅約為 7個地球日 ，因此它不可避免地被木星潮汐鎖定了。這一點也同月球一樣，木衛三永遠都只能以同一面朝向木星。另外，木衛三還與木衛二和木衛一保持著神奇的軌道共振關系。

木衛三每完成1次公轉，木衛二和木衛一就相應地完成2次和4次公轉，值得一提的是，木衛三是太陽系中已知的唯一一顆擁有磁圈的衛星，這可能與其富含鐵的液態內核有關，它的部分磁圈會與木星的發生相互交迭。科學家根據對探測數據的分析推測。

木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的 行星 ，距離太陽第五遠的行星。它的質量為太陽的千分之一，是太陽系中其它七大行星質量 總和的2.5倍 。

木衛三上空不僅存在著一層稀薄的含氧大氣，而且還和木衛二一樣在地表之下也可能存在一大片地下海洋，未來，隨著人類不斷向外太空擴張，或許有朝一日能夠踏上這顆太陽系的衛星之王，甚至在上面建立基地，木衛四又稱為卡里斯托 是圍繞木星運轉的一顆衛星。

由伽利略·伽利萊在1610年首次發現。其直徑為水星直徑的 99% ，但是質量只有它的三分之一。該衛星的軌道在四顆伽利略衛星中距離木星最遠，約為 188萬千米 ，木衛四屬于同步自轉衛星，永遠以同一個方向朝向木星。木衛四由于公轉軌道較遠，表面受到木星磁場的影響小于內層的衛星。

木衛三是太陽系中最大的衛星。直徑大于水星，質量約為水星的一半，木衛三主要由硅酸鹽巖石和冰體構成，星體分層明顯，擁有一個富鐵的、流動性的內核。體積大于水星，是太陽系中已知的唯一擁有磁圈的衛星。木衛三最先發現的并非伽利略所發現的。在公元前400年到公元前360年之間(最有可能的是在公元前364年夏天)依據《唐開元占經》引錄甘德論及木星時所說的話:"若有小赤星附于其側"，著名天文學史家席澤宗先生指出:甘德在公元前4世紀中葉就觀測到了木星的最后的衛星木衛二。而對于木星的衛星的發現，近代是在17世紀初望遠鏡發明之后，由意大利大科學家伽利略(Galilei)于1610年用它觀測木星時才發現的。甘德早伽利略近兩千年，而且在沒有望遠鏡的條件，僅憑肉眼就發現了木星的衛星，這真是一個奇跡。后天文學家西門·馬里烏斯以希臘神話中宙斯的愛人伽倪墨得斯為之命名。旅行者號航天器精確地測量了該衛星的大小，伽利略號探測器則發現了它的地下海洋和磁場。

2015年3月12日，美國國家航空航天局宣布，太陽系最大衛星木衛三的冰蓋下有一片咸水海洋，液態水含量超過地球。

木衛三是什么

是木星的衛星唄，具體的見百度百科就好了：

木衛三（蓋尼米得，Ganymede，Γανυμ?δη?）是圍繞木星運轉的一顆衛星，公轉周期約為7天。按距離木星從近到遠排序，木衛三在木星的所有衛星中排第七，在伽利略衛星中排第三。它與木衛二及木衛一保持著1:2:4的軌道共振關系。木衛三是太陽系中最大的衛星，其直徑大于水星，質量約為水星的一半。木衛三簡介

木衛三是太陽系中已知的唯一一顆擁有磁圈的衛星，其磁圈可能是由富鐵的流動內核的對流運動所產生的。其中的少量磁圈與木星的更為龐大的磁場相交迭，從而產生了向外擴散的場

木衛三 蓋尼米得

線。木衛三擁有一層稀薄的含氧大氣層，其中含有原子氧，氧氣和臭氧，同時原子氫也是大氣的構成成分之一。而木衛三上是否擁有電離層還尚未確定。木衛三主要由硅酸鹽巖石和冰體構成，星體分層明顯，擁有一個富鐵的、流動性的內核。人們推測在木衛三表面之下200千米處存在一個被夾在兩層冰體之間的咸水海洋。木衛三表面存在兩種主要地形。其中較暗的地區約占星體總面積的三分之一，其間密布著撞擊坑，地質年齡估計有40億年之久；其余地區較為明亮，縱橫交錯著大量的槽溝和山脊，其地質年齡較前者稍小。明亮地區的破碎地質構造的產生原因至今仍是一個謎，有可能是潮汐熱所導致的構造活動造成的。

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木衛三-發現與命名

1610年1月11日，伽利略·伽利萊觀測到三顆靠近木星的星體；第二天晚上，他注意到這三顆星體發生了

用哈勃望遠鏡拍到的木衛三

位移。接著，他又發現了第四顆星體，即后來的木衛三。至1月15日晚，伽利略確定這些星體是圍繞木星運行的。他聲稱有權為這些衛星命名，并曾考慮過“科斯米安衛星”（Cosmian Stars）的名字，但最終將之命名為“美第奇衛星”(Medicean Stars)。

法國天文學家尼古拉斯-克勞迪·法布里·德·佩瑞斯特建議為美第奇衛星家族的各顆衛星分別命名，但是其建議未被采納。原本宣稱其最初發現伽利略衛星的西門·馬里烏斯曾試圖將這幾顆衛星命名為“朱庇特的薩圖爾努斯”（Saturn of Jupiter）、“朱庇特的朱庇特”（Jupiter of Jupiter，即指木衛三）、“朱庇特的維納斯”（Venus of Jupiter）和“朱庇特的墨丘利”（Mercury of Jupiter），但也從未被采用。后來有建議以希臘神話中神的斟酒者、宙斯的愛人蓋尼米得為之命名。這種命名法在相當長的時期內并沒有被普遍接受，直至20世紀中期才得到普遍使用。在早期的天文學文獻中，該衛星均以羅馬數字作為指代（該體系由伽利略提出），即被稱為木衛三（Jupiter III ）或“朱庇特的第三顆衛星”（third satellite of Jupiter）。后來隨著土星的衛星群的發現，基于開普勒和馬里烏斯建議的命名系統開始被用于指稱木星的衛星。木衛三是伽利略衛星中唯一一顆以男性人物名字命名的。

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木衛三-物理性質

平均半徑：2631.2 km （地球的0.413倍）

木衛三上的局部地形

表面積：87000000km2 （地球的0.171 倍）

體積：7.6×1010 km3 （地球的0.0704 倍）

質量：1.4819×1023 kg （地球的0.025 倍）

平均密度：1.942g/cm3

表面引力：1.428 m/s2

逃逸速度：2.741 km/s(6130 mph)

自轉周期：與公轉同步

轉軸傾角：0–0.33°.

反照率：0.43 ± 0.02

表面溫度：最小----70K

平均----110K

最高-----152K

視星等：4.61（opposition ）

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木衛三-軌道根數

平均半徑：1070400km （0.007155 AU）

木衛三上的環形山鏈

離心率：0.002

近拱點：1,069,200km （0.007147 AU）

遠拱點：1,071,600km （0.007163 AU）

公轉周期：7.15455296 天 （0.019588 年）

公轉速度：平均10.880 km/s

軌道傾角：2.21°（黃道夾角）

0.20°（木星赤道夾角）

所屬行星：木星

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木衛三-運行軌道

木衛三的軌道距離木星107萬400千米，是伽利略衛星中距離木星第三近的，其公轉周期為7天3小時。和大部分已知的木星衛星一樣，木衛三也為木星所鎖定，永遠都以同一面面向木星，木衛一、木衛二和木衛三三者之間的拉普拉斯共振狀態。它的軌道離心率很小，軌道傾角也很小，接近于木星赤道，同時在數百年的周期里，軌道的離心率和傾角還會以周期函數的形式受到太陽和木星引力攝動的影響。變化范圍分別為0.0009-0.0022和0.05-0.32°。這種軌道的變化使得其轉軸傾角在0-0.33°之間變化。

木衛三和木衛二、木衛一保持著軌道共振關系：即木衛三每公轉一周，木衛二即公轉兩周、木衛一公轉四周。當木衛二位于近拱點、木衛一位于遠拱點時，兩者之間會出現上合現象；而當木衛二位于近拱點時，它和木衛三之間也會出現上合現象。木衛一-木衛二和木衛二-木衛三的上合位置會以相同速率移動，遂三者之間有可能出現三星合現象。這種復雜的軌道共振被稱為拉普拉斯共振。現今的拉普拉斯共振并無法將木衛三的軌道離心率提升到一個更高的值。

0.0013的離心率值可能是早期殘留下來的——當時軌道離心率的提升是有可能的。但是木衛三的軌道離心率仍然讓人困惑：如果在現階段其離心率值無法提升，則必然得表明在其內部的潮汐耗散作用下，它的離心率值正在逐漸損耗。這意味著離心率值的最后一次損耗就發生在數億年之前。由于現今木衛三軌道的離心率相對較低——平均只有0.0015，所以現今木衛三的潮汐熱也應該相應的十分微弱。但是在過去，木衛三可能已經經歷過了一種或多種類拉普拉斯共振，從而使得其軌道離心率能達到0.01-0.02的高值。這可能在木衛三內部引起了顯著的潮汐熱效應；而這種多階段的內部加熱最終造成了現今木衛三表面的槽溝地形。人們還無法確切知曉木衛一、木衛二和木衛三之間的拉普拉斯共振是如何形成的。現今存在兩種假說：一種認為這種狀態在太陽系形成之初即已存在；另一種認為這種狀態是在太陽系形成之后才發展出來的。一種可能的形成過程如下：首先是由于木星的潮汐效應，致使木衛一的軌道向外推移，直至某一點與木衛二發生2:1的軌道共振；之后其軌道繼續向外推移，同時將部分的旋轉力矩轉移給木衛二，從而也引起了后者的軌道向外推移；這個過程持續進行，直到木衛二到達某一點，與木衛三形成2:1的軌道共振。最終三者之間的兩對上合現象的位置移動速率保持一致，形成拉普拉斯共振。

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木衛三-物理特性

構成

木衛三內部結構木衛三的平均密度為1.936g/cm3，表明它是由近乎等量的巖石和水構成的，后者主要以冰體形式存在。冰體的質量占衛星總質量的46-50%，

比之木衛四稍低。此外可能還存在某些不穩定的冰體，如氨的冰體。木衛三巖石的確切構成還不為人知，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，所含的全鐵和金屬鐵較少，而鐵氧化物較多。在木衛三上，以質量計，鐵和硅的豐度比為1.05-1.27，而在太陽中，則為1.8。

木衛三表面的反照率約為0.43。冰體水廣泛存在于其表面，比重達到50-90%，高出整體比重許多。利用近紅外光譜學，科學家們在1.04、1.25、1.5、2.0和3.0微米波長段發現了強烈的冰體水的吸附帶。明亮地帶的槽溝構造可能含有較多的冰體，故顯得較為明亮。除了水外，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結果的分析也顯示了其他物質的存在，包括二氧化碳、二氧化硫，也可能還包括氰、硫酸氫鹽和多種有機化合物。此外伽利略號還在木衛三表面發現了硫酸鎂、硫酸鈉等物質。這些鹽類物質可能來自于地表之下的海洋。

木衛三的表面是不對稱的：其同軌道方向的一面要亮于逆軌道方向的一面。這種狀況類似于木衛二，而和木衛四的狀況正好相反。此外，木衛三同軌道方向一面似乎富含二氧化硫。而二氧化碳在兩個半球的分布則相對均勻，盡管在極地地區并未觀測到它的存在。木衛三上的撞擊坑（除了一個之外）并不富含二氧化碳，這點也與木衛四不同。木衛三的二氧化碳可能在過去的一段時期已經被消耗殆盡了。

內部結構

木衛三的地層結構已經充分分化，它含有一個由硫化亞鐵和鐵構成的內核、由硅酸鹽構成的內層地涵和由

木衛三內部結構

冰體構成的外層地涵。這種結構得到了由伽利略號在數次飛掠中所測定的木衛三本身較低的無量綱轉動慣量——數值為0.3105± 0.0028——的支持。事實上，木衛三是太陽系中轉動慣量最小的固態天體。伽利略號探測到的木衛三本身固有的磁場則與其富鐵的、流動的內核有關。擁有高電導率的液態鐵的對流是產生磁場的最合理模式。

木衛三內部不同層次的厚度取決于硅酸鹽的構成成分（其中部分為橄欖石和輝石）以及內核中硫元素的數量。最可能的情況是其內核半徑達到700-900千米，外層冰質地涵厚度達800-1000千米，其余部分則為硅酸鹽質地涵。內核的密度達到了5.5–6g/cm3，硅酸鹽質地涵的密度為3.4–3.6g/cm3。與地球內核結構類似，某些產生磁場的模型要求在鐵-硫化亞鐵液態內核之中還存在著一個純鐵構成的固態內核。若是這種類型的內核，則其半徑最大可能為500千米。木衛三內核的溫度可能高達1500-1700K，壓力高達100千巴（100億帕）。

表面特征

木衛三的表面主要存在兩種類型的地形：一種是非常古老的、密布撞擊坑的暗區，另一種是較之前者稍微年輕（但是地質年齡依舊十分古老）、遍布大量槽溝和山脊的明區。暗區的面積約占球體總面積的三分之一，其間含有粘土和有機物質，這可能是由撞擊木衛三的隕石帶來的。

槽溝地形區中新近形成的撞擊坑

而產生槽溝地形的加熱機制則仍然是行星科學中的一大難題。現今的觀點認為槽溝地形從本質上說主要是由構造活動形成的；而如果冰火山在其中起了作用的話，那也只是次要的作用。為了引起這種構造活動，木衛三的巖石圈必須被施加足夠強大的壓力，而造成這種壓力的力量可能與過去曾經發生的潮汐熱作用有關——這種作用可能在木衛三處于不穩定的軌道共振狀態時發生。引力潮汐對冰體的撓曲作用會加熱星體內部，給巖石圈施加壓力，并進一步導致裂縫、地壘和地塹的形成，這些地形取代了占木衛三表面積70%的古老暗區。槽溝地形的形成可能還與早期內核的形成過程及其后星體內部的潮汐熱作用有關，它們引起的冰體的相變和熱脹冷縮作用可能導致木衛三發生了微度膨脹，幅度為1-6%。隨著星體的進一步發育，熱水噴流被從內核擠壓至星體表面，導致巖石圈的構造變形。星體內部的放射性衰變產生的熱能是最可能的熱源，木衛三地下海洋的形成可能就有賴于它。通過研究模型人們發現，如果過去木衛三的軌道離心率值較現今高很多（事實上也可能如此），那么潮汐熱能就可能取放射性衰變熱源而代之，成為木衛三最主要的熱源。

在兩種地形中均可見到，但是在暗區中分布的更為密集：這一區域遭遇過大規模的隕石轟擊，因而撞擊坑的分布呈飽和狀態。較為明亮的槽溝地形區分布的撞擊坑則較少，在這里由于構造變形而發育起來的地形成為了主要地質特征。撞擊坑的密度表明暗區的地質年齡達到了40億年，接近于月球上的高地地形的地質年齡；而槽溝地形則稍微年輕一些（但是無法確定其確切年齡）。和月球類似，在35-40億年之前，木衛三經歷過一個隕石猛烈轟擊的時期。如果這種情況屬實，那么這個時期在太陽系內曾經發生了大規模的轟擊事件，而這個時期之后轟擊率又大為降低。在亮區中，既有撞擊坑覆蓋于槽溝之上的情況，也有槽溝切割撞擊坑的情況，這說明其中的部分槽溝地質年齡也十分古老。木衛三上也存在相對年輕的撞擊坑，其向外發散的輻射線還清晰可見。木衛三的撞擊坑深度不及月球和水星上的，這可能是由于木衛三的冰質地層質地薄弱，會發生位移，從而能夠轉移一部分的撞擊力量。許多地質年代久遠的撞擊坑的坑體結構已經消失不見，只留下一種被稱為變余結構（英語：palimpsest）的殘跡。

木衛三的顯著特征包括一個被稱為伽利略區的較暗平原，這個區域內的槽溝呈同心環分布，可能是在一個地質活動時期內形成的。另外一個顯著特征則是木衛三的兩個極冠，其構成成分可能是霜體。這層霜體延伸至緯度為40°的地區。旅行者號首次發現了木衛三的極冠。目前有兩種解釋極冠形成的理論，一種認為是高緯度的冰體擴散所致，另一種認為是外空間的等離子態冰體轟擊所產生的。伽利略號的觀測結果更傾向于后一種理論。

大氣層和電離層

1972年，一支在印度尼西亞的波斯查天文臺工作的印度、英國和美國天文學家聯合團隊宣稱他們在一次掩星現象中探測到了木衛三的大氣，當時木星正從一顆恒星之前通過。他們估計其大氣壓約為1微巴（0.1帕）。1979年旅行者1號在飛掠過木星之時，借助當時的一次掩星現象進行了類似的觀測，但是得到了不同的結果。旅行者1號的掩星觀測法使用短于200納米波長的遠紫外線光譜進行觀測，這比之1972年的可見光譜觀測法，在測定氣體存在與否方面要精確得多。旅行者1號的觀測數據表明木衛三上并不存在大氣，其表面的微粒數量密度最高只有1.5 × 109 cm?3，對應的壓力小于2.5 × 10?5微巴。后一個數據較之1972年的數據要小了5個數量級，說明早期的估計太過于樂觀了。

木衛三表面的假色溫度圖不過1995年哈勃空間望遠鏡發現了木衛三上存在稀薄的、以氧為主要成分的大氣，這點類似于木衛二的大氣。哈勃望遠鏡在130.4納米到135.6納米段的遠紫外線光譜區探測到了原子氧的大氣光。這種大氣光是分子氧遭受電子轟擊而離解時所發出的，這表明木衛三上存在著以O2分子為主的中性大氣。其表面微粒數量密度在 1.2–7 × 108 cm?3范圍之間，相應的表面壓力為0.2–1.2 × 10?5微巴。這些數值在旅行者號1981年探測的數值上限之內。這種微量級的氧氣濃度不足以維持生命存在；其來源可能是木衛三表面的冰體在輻射作用下分解為氫氣和氧氣的過程，其中氫氣由于其原子量較低，很快就逃逸出木衛三了。木衛三上觀測到的大氣光并不像木衛二上的同類現象一般在空間分布上呈現均一性。哈勃望遠鏡在木衛三的南北半球發現了數個亮點，其中兩個都處于緯度50°地區——即木衛三磁圈的擴散場線和聚集場線的交界處。同時也有人認為亮點可能是等離子體在下落過程中切割擴散場線所形成的極光。

中性大氣層的存在著木衛三上也應該存在電離層，因為氧分子是在遭受來自磁圈和太陽遠紫外輻射的高能電子轟擊之后而電離的。但是和大氣層一樣，木衛三電離層的性質也引發了爭議。伽利略號的部分觀測發現在木衛三表面的電子密度較高，表明其存在電離層，但是其他觀測則毫無所獲。通過各種觀測所測定的木衛三表面的電子密度處于400–2,500 cm?3范圍之間。及至2008年，木衛三電離層的各項參數仍未被精確確定。

證明木衛三含氧大氣存在的另一種方法是對藏于木衛三表層冰體中的氣體進行測量。1996年，科學家們公布了針對臭氧的測量結果。1997年，光譜分析揭示了分子氧的二聚體（或雙原子分子）吸收功能，即當氧分子處于濃相狀態時，就會出現這種吸收功能，而如果分子氧藏于冰體之中，則吸收功能最佳。二聚體的吸收光譜位置更多的取決于緯度和經度，而非表面的反照率——隨著緯度的提高，吸收光譜的位置就會上移。而相反的，隨著緯度的提高，臭氧的吸收光譜則會下移。實驗室的模擬試驗表明，在木衛三上表面溫度高于100K的地區，O2并不會聚合在一起，而是擴散至冰體中。

當在木衛二上發現了鈉元素之后，科學家們便開始在木衛三的大氣中尋找這種物質，但是到了1997年都一無所獲。據估計，鈉在木衛三上的豐度比木衛二小13倍，這可能是因為其表面原本就缺乏該物質或磁圈將這類高能原子擋開了。木衛三大氣層中存在的另一種微量成分是原子氫，在距該衛星表面3000千米的太空即已能觀測到氫原子的存在。其在星體表面的數量密度約為1.5 × 104 cm?3。

磁層

1995年至2000年間，伽利略號共6次近距離飛掠過木衛三，發現該衛星有一個獨立于木星磁場之外的、長期存在的、其本身所固有的磁矩，其大小估計為1.3 × 1013 T·m3，比水星的磁矩大三倍。其磁偶極子與木衛三自轉軸的交角為176°，這意味著其磁極正對著木星磁場。磁層的北磁極位于軌道平面之下。由這個長期磁矩創造的偶極磁場在木衛三赤道地區的強度為719±2納特斯拉，超過了此處的木星磁場強度——后者為120納特斯拉。木衛三赤道地區的磁場正對著木星磁場，這使其場線有可能重新聚合。而其南北極地區的磁場強度則是赤道地區的兩倍，為1440納特斯拉。

長期存在的磁矩在木衛三四周劃出一個空間，形成了一個嵌入木星磁場的小型磁層。木衛三是太陽系中已知的唯一一顆擁有磁層的衛星。其磁層直徑達4-5RG (RG=2,631.2千米)。在木衛三上緯度低于30°的地區，其磁層的場線是閉合的，在這個區域，帶電粒子（如電子和離子）均被捕獲，進而形成輻射帶。磁層中所含的主要離子為單個的離子化的氧原子——O+——這點與木衛三含氧大氣層的特征相吻合。而在緯度高于30°的極冠地區，場線則向外擴散，連接著木衛三和木星的電離層。在這些地區已經發現了高能（高達數十甚至數百千伏）的電子和離子，可能由此而形成了木衛三極地地區的極光現象。另外，在極地地區不斷下落的重離子則發生了濺射運動，最終使木衛三表面的冰體變暗。

木衛三磁層和木星磁場的相互影響與太陽風和地球磁場的相互作用在很多方面十分類似。如繞木星旋轉的等離子體對木衛三逆軌道方向磁層的轟擊就非常像太陽風對地球磁場的轟擊。主要的不同之處是等離子體流的速度——在地球上為超音速，而在木衛三上為亞音速。由于其等離子體流速度為亞音速，所以在木衛三逆軌道方向一面的磁場并未形成弓形激波。除了其本身固有的磁層外，木衛三還擁有一個感應產生的偶極磁場，其存在與木衛三附近木星磁場強度的變化有關。該感應磁場隨著木衛三本身固有磁層方向的變化，交替呈放射狀面向木星或背向木星。該磁場的強度較之木衛三本身之磁場弱了一個數量級——前者磁赤道地區的場強為60納特斯拉，只及木星此處場強的一半。木衛三的感應磁場和木衛四的以及木衛二的感應磁場十分相似，這表明該衛星可能也擁有一個高電導率的地下海洋。由于木衛三的內部結構已經是徹底的分化型，且擁有一顆金屬內核，所以其本身固有的磁層的產生方式可能與地球磁場的產生方式類似：即是內核物質運動的結果。如果磁場是基于發電機原理的產物，那么木衛三的磁層就可能是由其內核的成分對流運動所造成的。

盡管已知木衛三擁有一個鐵質內核，但是其磁層仍然顯得很神秘，特別是為何其他與之大小相同的衛星都不擁有磁層。一些研究認為在木衛三這種相對較小的體積下，其內核應該早已被充分冷卻以致內核的流動和磁場的產生都無以為繼。一種解釋聲稱能夠引起星體表面構造變形的軌道共振也能夠起到維持磁層的作用：即木衛三的軌道離心率和潮汐熱作用由于某些軌道共振作用而出現增益，同時其地幔也起到了絕緣內核，阻止其冷卻的作用。另一種解釋認為是地幔中的硅酸鹽巖石中殘留的磁性造成了這種磁層。如果該衛星在過去曾經擁有基于發電機原理產生的強大磁場，那么該理論就很有可能行得通。

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木衛三-形成和演變

木衛三可能由木星次星云——即在木星形成之后環繞于其四周的、由氣體和塵埃組成的圓盤——的吸積作用所產生。木衛三的吸積過程持續了大約1萬年，相

較暗的尼克爾森區和較亮的哈帕吉亞槽溝之間可謂涇渭分明。

較于木衛四的10萬年短得多。當伽利略衛星開始形成之際，木星次星云中所含的氣體成分已經相對較少；這導致了木衛四較長的吸積時間。相反，由于木衛三是緊接木星之后形成的，這時的次星云還比較濃密，所以其吸積作用所耗時間較短。相對較短的形成時間使得吸積過程中產生的熱量較少逃逸，這些未逃逸的熱量導致了冰體的融化和木衛三內部結構的分化：即巖石和冰體相互分開，巖石沉入星體中心形成內核。在這方面，木衛三與木衛四不同，后者由于其較長的形成時間而導致吸積熱逃逸殆盡，從而無法在初期融化冰體以及分化內部結構。這一假說揭示了為何質量和構成物質如此接近的兩顆衛星看起來卻如此得不同。

在其形成之后，木衛三的內核還保存了大部分在吸積過程和分化過程中形成的熱量，它只是緩慢的將少量熱量釋放至冰質地幔層中，就如同熱電池的運作一般。接著，地幔又通過對流作用將熱量傳導至星體表面。不久巖石中蘊含的放射性元素開始衰變，產生的熱量進一步加熱了內核，從而加劇了其內部結構的分化，最終形成了一個鐵-硫化亞鐵內核和一個硅酸鹽地幔。至此，木衛三內部結構徹底分化。與之相比較，未經內部結構分化的木衛四所產生的放射性熱能只能導致其冰質內部的對流，這種對流有效地冷卻了星體，并阻止了大規模的冰體融化和內部結構的快速分化，同時其最多只能引起冰體與巖石的部分分化。現今，木衛三的冷卻過程仍十分緩慢。從起內核和硅酸鹽地幔所釋放出的熱量使得木衛三上的地下海洋得以存在，同時只是緩慢冷卻的流動的鐵-硫化亞鐵內核仍在推動星體內的熱對流，并維持著磁圈的存在。現在木衛三的對外熱通量很可能高于木衛四。

美國航空航天局和歐洲空間局合作的一項旨在探測木星衛星的計劃——“木衛二-木星計劃”將于2020年實施。2009年2月，美國航空航天局和歐洲空間局確認該計劃將優先于“土衛六-土星計劃”得以實施。但是歐洲空間局的計劃資金仍然面臨來自該局其他計劃的競爭。木衛二-木星計劃”包括美國航空航天局主持的“木星-木衛二軌道飛行器”和歐洲空間局主持的“木星-木衛三軌道飛行器”，可能還包括日本宇宙航空研究開發機構主持的“木星磁場探測器”。 已被取消的環木衛三軌道探測計劃是木星冰月軌道器。原計劃使用核裂變反應堆作為其動力來源，這將使其能夠對木衛三進行詳細勘查。但是由于預算裁剪，該計劃于2005年被取消。另外還有一個被取消的計劃被稱為“宏偉的木衛三”（The Grandeur of Ganymede）。

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木衛三“加尼米德”冰層下有海洋

研究人員發現，在太陽系中最大的衛星木衛三“加尼米德”(Ganymede)表面的崎嶇冰層下，可能藏有液態的咸水海洋。地下水源的存在，是星球上是否擁有生命跡象的重要指針。這項最新的結果使得“加尼米德”也成為第3顆擁有地下水源的木星衛星。另外2個類似的衛星，分別是木衛二“歐羅巴”(Europa)以及木衛四“卡利斯托”(Callisto)。研究人員是在分析美國太空總署(NASA)的伽利略號宇宙飛船(Galileo)所傳回的資料時，發現了可能的地底海洋。伽利略號宇宙飛船在1995年12月升空后，便開始繞著木星飛行收集資料。今年5月20日，伽利略號終于飛到最接近“加尼米德”的位置，兩者僅僅相距809公里。科學家最近的發現，就是根據這次所傳回來的資料。研究小組表示，一種用來測試磁場的儀器，在“加尼米德”的內部，偵測到一些細微的變化，暗示可能是一種具傳導性的液體，例如咸水。加州大學洛杉磯分校(UCLA)的太空物理學家基弗森(Margaret Kivelson)說：“在與數量龐大的資料奮戰了幾個月之后，我們相信，在『加尼米德』的表面冰層下，應該藏有一層液態的水。”基弗森說，這個約有幾英里厚的液態水層，應該是落在距離衛星地表160公里左右的地底下，水溫可能為攝氏零下55.56度，不過，由于衛星內部的高壓，這個液態水層并未結冰。伽利略號的相關研究人員也表示，根據宇宙飛船最近傳回來的高度顯影照片，“加尼米德”的表面活動看起來與地球相差無幾。受到衛星內部放射性元素的熱度影響，“加尼米德”地表的堅硬冰層，事實上，是浮在一層更具活動性的冰上。不過，在人類尋找外星生物的計劃上，木星的“歐羅巴”衛星，還是目前科學界最主要的目標。因為，不像“卡利斯托”或是“加尼米德”，科學家在“歐羅巴”上所偵測到的地底海洋層并不很深，離地表只有幾英里的距離。

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軌道

木衛三的軌道距離木星107萬400千米，是伽利略衛星中距離木星第三近的，[8]其公轉周期為7天3小時。和大部分已知的木星衛星一樣，木衛三也為木星所鎖定，永遠都以同一面面向木星。[17]它的軌道離心率很小，軌道傾角也很小，接近于木星赤道，同時在數百年的周期里，軌道的離心率和傾角還會以周期函數的形式受到太陽和木星引力攝動的影響。變化范圍分別為0.0009-0.0022和0.05-0.32°。[18]這種軌道的變化使得其轉軸傾角在0-0.33°之間變化。[3]

[img]木衛三和地球哪個大？

木衛三和地球，地球大：木衛三的半徑是2631.2千米，地球的平均半徑約6371千米。

木衛三：是圍繞木星運轉的一顆衛星，公轉周期約為7天。按距離木星從近到遠排序，在木星的所有衛星中排第七，在伽利略衛星中排第三。它與木衛二及木衛一保持著1:2:4的軌道共振關系。木衛三的半徑是2631.2千米。木衛三是太陽系中最大的衛星。木衛三的直徑大于水星，質量約為水星的一半，木衛三主要由硅酸鹽巖石和冰體構成，星體分層明顯，擁有一個富鐵的、流動性的內核。體積大于水星，是太陽系中已知的唯一擁有磁圈的衛星。

地球：是太陽系八大行星之一，按離太陽由近及遠的次序排為第三顆，也是太陽系中直徑、質量和密度最大的類地行星，距離太陽1.5億公里。地球自西向東自轉，同時圍繞太陽公轉。現有40~46億歲，它有一個天然衛星——月球，二者組成一個天體系統——地月系統。46億年以前起源于原始太陽星云。

地球赤道半徑6378.137千米，極半徑6356.752千米，平均半徑約6371千米，赤道周長大約為40076千米，呈兩極稍扁赤道略鼓的不規則的橢圓球體。地球表面積5.1億平方公里，其中71%為海洋，29%為陸地，在太空上看地球呈藍色。

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