你见过下着硫磺雪的星球吗?你见过抛射高度可达数百公里的火山喷发吗?欢迎来到整个太阳系中最恐怖、最不适宜居住的世界木卫一。作为距离木星最近的一颗卫星,它的表面环境堪比地狱,四处流窜的岩浆不断侵袭着地表,巨大的熔岩湖仿佛能够吞噬一切。
1979年3月5日,旅行者1号从2万公里的高度飞掠了木卫一,并拍摄了近景图像。很难想象这颗直径只比月球稍大一些的卫星,它的表面居然遍布着多达400余座活火山,是太阳系内火山活动最为频繁且剧烈的天体。火山喷发出的物质甚至被抛到100多公里的上空,产生的巨大流束极其壮观。
尤其当星球的一侧步入黑夜,这些火山口就如同地球上的霓虹灯一般闪耀。在火山活动的影响下,其地表下的二氧化硫被加热至熔融状态,并被喷射到寒冷的太空中,迅速冻结并降落到地表,最终形成了纷纷扬扬的硫磺雪。
然而究竟是什么力量使得木卫一拥有如此恐怖又独特的地貌?驱动木卫一上剧烈火山活动的并非它自身内部的热能,而是引力作用。木星是太阳系内最大的行星,也是一个引力巨兽。而木卫一与木星的平均距离仅有42万公里,木星强大的引力不断的拉扯着木卫一这颗娇小玲珑的星球。

再加上其他两颗临近卫星木卫二和木卫三的牵引作用,使得木卫一表面不断承受着剧烈的拉伸和挤压,导致其内部长期处于运动和摩擦状态。摩擦过程产生的热量足以将固体岩石融化成岩浆,时不时的冲出木卫一的地表,形成了频繁且壮观的火山喷发。
此外潮汐加热使木卫一的内部温度升高至1000多摄氏度,由此创造出了熔岩湖还有巨大的火山羽流。它们能从木卫一表面向上喷射将近数百公里,最终消散在太空之中。
木卫二又叫欧罗巴,是木星的第四大卫星,体积稍小于月球,直径约为3100公里。它的表面覆盖着厚厚的冰层,遍布全球的一串串十字条纹尤为醒目。它的通体呈现灰白色,看上去就像一颗破旧被磨损的台球。这样一颗看似过于单调的卫星,科学家们为何会认为这里可能具备生命存在的条件?

·首先是水。在欧罗巴那厚达数十公里的冰层之下很可能隐藏着一片甚至100公里的咸水,海洋水量甚至是地球上海洋总和的两倍之多。自20世纪90年代以来种种迹象在不断证实着这片海洋的存在,这更加激发了人类的探索欲和对地外生命的无限遐想。
·其次是能量。木星系统与太阳的平均距离大概7.5亿公里,所能接收到的阳光只有地球的4%。因此木卫二的表面异常寒冷,平均温度低于零下160摄氏度。如此低温又怎会存在液态海洋?这要得益于木星强大的引力,它不断地拉伸挤压木卫二使其内部摩擦生热从而产生热量。

在这种作用下海洋可以保持液态而不至于冻结,而这片海洋很可能为原始生命的孕育提供了理想环境,类似于地球上深海热泉周围的生态系统,那里也是地球最早生命形式出现的地方。这些生命形式依赖于一种独特的细菌,它们以热泉口的矿物质为食而并非依赖于太阳提供的能量。
如果木卫二上也有这样的深海热泉并且这片海洋存在了足够久就很有可能演化出生命。值得一提的是木卫二的冰层下水压巨大,有时甚至会冲出冰盖形成间歇喷泉,这为欧罗巴快船的探测提供了便捷。当它飞掠木卫二时就可以使用质谱仪来分析喷泉的化学成分,以此来判断是否存在生命,这或许是人类最接近外星生命的时刻。
让我们一起期待5年半以后欧罗巴快船抵达木卫二时的探测结果。太阳系中有一个超级大水库,它就是木卫三。说到水库估计钓鱼佬们已经开始蠢蠢欲动了,不过这个地方可不是开车数小时就能到达的,它与地球的平均距离十分遥远,大约为6.7亿公里。

木卫三又叫盖尼米德,是木星卫星家族中最大的一颗,也是整个太阳系中最大的卫星。它的直径约为5262公里,比月球大得多,甚至比行星水星还要大上一圈,堪称卫星之王。巨大的个头使得它在木星的轨道上尤为显眼。
1979年,两艘旅行者号探测器先后对木星及其卫星进行了探测,通过传回的图像资料,人类才首次清晰的看到了木卫三的真实地貌。它的地质构造十分独特,既分布着黑暗古老且布满撞击坑的区域,又存在着明亮相对年轻且众多沟槽和山脊的区域。
然而最令人兴奋的还是伽利略号对木卫三磁场以及地下海洋的发现。那么木卫三的地下海洋究竟是什么样子的?1996年至2000年间,伽利略号探测器对木卫三进行了多达六次的近距离观测,发现木卫三居然拥有着独立于木星的磁场,这可能是由于其核心金属冰壳的对流产生的。这一发现使得木卫三成为了已知太阳系中唯一拥有自己磁场的卫星。

此外伽利略号捕获的木卫三图像中显示了极光的不稳定现象。再结合哈勃太空望远镜的观测数据,科学家们推断木卫三的冰层之下藏匿着一个巨大的咸水海洋。这个海洋被多层厚冰层所包裹,外层位于表面之下,内层则位于更深的岩石内核之上。这些海洋相互叠加,总深度超过了1000公里,并且蕴含着150亿立方千米的巨大水体。
据估算,其水量至少是地球的十倍,因此木卫三也被誉为太阳系的超级大水库。随着科技的不断进步,人类对木卫三的探测也在持续深入。近年朱洛号探测器又成功在木卫三表面发现了矿物盐和有机化合物存在的证据,或许这颗大卫星带给我们的惊喜才刚刚开始。
这是木星的四颗伽利略卫星中最低调的一颗木卫四,它没有木卫一剧烈的火山喷发,也没有木卫二的海洋生机,更不及木卫三的磁场强大。但这颗布满陨石坑的冰质卫星却藏着太阳系早期演化的关键线索,被称为古老的时间胶囊。

1610年,伽利略用自制望远镜发现了木星周围的四颗卫星,它们被命名为伽利略卫星,分别是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。这几颗卫星占据了木星卫星总质量的99.999%。作为伽利略卫星中最遥远的一颗,木卫四与木星的平均距离达188万公里,是木卫一的4.5倍。由于远离木星的潮汐力影响,它的地质活动极其微弱,表面保留了太阳系最古老的撞击痕迹。
直径3000公里的瓦尔哈拉盆地是其标志性地貌,周围环状山脊记录了数10亿年前天体碰撞的历史。木卫四的结构也独具特色,它由于50%的岩石和50%的水冰混合而成,密度仅为1.83克每立方厘米,是四颗伽利略卫星中最低的。

科学家推测,其内部可能并未完全分化,岩石与冰呈糊状混合,直到地下250公里处才可能存在一个咸水海洋。这一海洋的形成并非依赖潮汐加热,而是原始吸积过程中留存的热量所致。尽管表面死寂,木卫四的地下海洋仍被寄予厚望。
伽利略号探测器发现木卫四的磁场异常,这暗示了液态水的存在。咸水层与木星磁场相互作用,产生了感应电流。此外木卫四的大气层极为稀薄,主要成分为二氧化碳和氧气,这些气体可能来自冰面受辐射分解,或地下海洋通过裂缝释放。
与木卫二相比,木卫四的海洋更稳定,且远离木星辐射带,理论上更适合生命存活。不过由于缺乏板块运动和火山活动,其海洋与岩石的物质交换较少,化学能可能有限。木卫四的低调恰恰是其科学价值所在,它是太阳系早期吸积盘演化的活化石,也是研究冰质卫星内部结构的天然实验室。