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
地球连续35年收到神奇规律性信号？莫非真有外星人？
不过今日的一项研究成果登上了热搜，或暗示着可能存在地外生命的可能性。
7月19日，一篇题为《三十年的长周期无线电瞬变活动》的研究文章在《自然》杂志上刊发。
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
目前，多国科学家纷纷开始观测这一神奇源头，试图努力解决围绕这个天体的神奇，它究竟是脉冲星、磁星，还是外星生命试图联系地球上的人类？未知外宇宙物体35年来不断发出神奇电波图源红星新闻在长达数月的时间里，国际射电天文学研究中心ICRAR的科学家们每三个晚上就会使用位于澳大利亚的默奇森广域阵列射电望远镜扫描一次银河系。
很快，他们就有了令人振奋的发现：“几乎在我们刚开始观察的时候，就在天空发现了一个新的光源，每22分钟重复一次。
”通过对长达35年的观测数据进行计算，研究人员得到了精确的脉冲时间，“源头就像时钟一样，每1318.1957秒产生一次，误差为十分之一毫秒。
”然而，这一信号波与此前在地球上看到的都不同，也不符合目前存在的任何理论。
脉冲星发出的无线电信号图源红星新闻研究人员刚开始怀疑这是一颗脉冲星。
但如果它是一颗脉冲星，那么其运行方式似乎并不符合现有的科学理论定义。
如果引力波强到足以在地球上被探测到，那么这个代号为GPMJ1839-10的天体的旋转速度一定非常快。
然而，“目标看起来很像脉冲星，但旋转速度要慢上1000倍。
”与预期相悖。
该研究一经发布就引起了人们的广泛关注，还登上了微博等平台的热搜。
不少网友表示，这或许是其它地外文明发往地球的信号。
虽然目前还没有证据能够证明，但是在茫茫宇宙中，有巨大概率存在与人类相似的其他生物和文明。
外星人的联络请求？地球连续35年收到神奇规律性信号，到底是什么
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
然而，研究人员并不知道这些神奇信号的源头是什么，因为其电波的性质并不符合世界上任何已知的理论和模型。
而目前我们所观测到的这种脉冲信号，统称为：快速射电暴。
快速射电暴从1987年开始，地球上的一些射电望远镜就开始探测到一些来自遥远宇宙的短暂而强烈的无线电波脉冲，这些脉冲被称为快速射电暴Fast Radio Bursts，FRB。
快速射电暴持续时间极短，通常只有几毫秒，但能够释放出相当于太阳在一整天内释放的能量。
快速射电暴的起源和物理机制目前还不清楚，有多种可能的理论模型来解释它们，如中子星合并、磁星爆发、超新星遗迹、黑洞碰撞等。
快速射电暴有两种类型：单次爆发和重复爆发。
单次爆发只出现一次，而重复爆发则在同一位置多次出现。
目前已经探测到的快速射电暴中，大部分是单次爆发，只有不到10例是重复爆发。
重复爆发的快速射电暴中，有一例特别引人注目，这个射电源被命名为GPM J1839−10，它位于距离地球约1.5万光年的银河系内。
GPM J1839−10的脉冲周期为1320秒22分钟，期间有一个400秒的窗口，爆发会持续30到300秒。
GPM J1839−10的脉冲亮度约为0.1焦耳/赫兹，相当于太阳在射电波段的亮度。
GPM J1839−10的脉冲信号最早可上溯到1988年，至今已经持续了30多年，是目前已知最长寿命的射电瞬变源。
三十年的长周期无线电瞬变活动与快速射电暴有什么关系？高能物理现象相似之处在于，它们都是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，来自河外或宇宙学起源。
快速射电暴是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，仅维持数毫秒的爆发。
快速射电暴的特征主要包括以下几个方面：持续时间：快速射电暴的持续时间通常在几毫秒到几十毫秒之间，最短的只有0.3毫秒，最长的也不超过30毫秒。
色散量：快速射电暴的色散量是指不同频率的无线电波到达地球的时间延迟，它反映了无线电波在传播过程中经过了多少自由电子。
快速射电暴的色散量通常在几百到几千之间，远远超过银河系星际介质的贡献，表明它们是河外或宇宙学起源。
亮度：快速射电暴的亮度是指其在某一频率下的辐射强度，它反映了其释放能量的大小。
快速射电暴的亮度通常在几百到几千之间，是目前已知最亮的射电天体现象之一。
偏振：快速射电暴的偏振是指其无线电波振动方向的规律性，它反映了其辐射机制和传播环境。
快速射电暴的偏振可以分为线偏振和圆偏振，其中线偏振表明无线电波振动方向固定或变化缓慢，圆偏振表明无线电波振动方向以螺旋形变化。
快速射电暴中有些具有较高的线偏振或圆偏振，有些则没有明显的偏振。
频谱：快速射电暴的频谱是指其在不同频率下的辐射强度分布，它反映了其辐射范围和特征。
快速射电暴的频谱可以分为平滑和结构化两种，其中平滑表明其辐射强度随频率变化平缓或无规律，结构化表明其辐射强度随频率变化出现峰谷或周期性。
快速射电暴中有些具有平滑或结构化的频谱，有些则没有明确的频谱形状。
单次爆发和重复爆发单次爆发：单次爆发是指只出现一次，没有重复观测到的快速射电暴。
单次爆发占据了大多数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由一次性或不可逆转的事件产生，如中子星合并、黑洞碰撞等。
单次爆发通常具有较低的色散量、较高的亮度、较弱或无偏振、较平滑或无规律的频谱等特征。
重复爆发：重复爆发是指在同一位置多次出现，有重复观测到的快速射电暴。
重复爆发占据了少数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由可重复或可逆转的事件产生，如磁星爆发、脉冲星风暴等。
重复爆发通常具有较高的色散量、较低的亮度、较强或有规律的偏振、较结构化或有周期性的频谱等特征。
外星人的信号？从科学的角度来看，规律性射电暴更可能是由自然的物理过程产生，而不是由智能生命设计 。
一方面，规律性射电暴的周期性并不完全稳定，而是存在一定的变化和不确定性 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更精确和固定的时间模式。
另一方面，规律性射电暴的频谱和偏振也并不完全平滑和规则，而是存在一定的结构和变化 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更简单和明确的信息编码方式。
此外，规律性射电暴所在的位置和环境也并不适合智能生命存在和发展 。
FRB 121102位于一个矮星系内，该星系可能经历了近期的太阳形成活动和超新星爆发 。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团 。
这些环境都具有极端的温度、密度、磁场和辐射，对智能生命的生存和通信都不利。
本文总结因此，规律性射电暴更可能是由某种天体物理机制产生，而不是由外星人发送的信号。
一种可能的解释是，规律性射电暴源体是一种高速自转的高磁场中子星，即磁星 。
磁星会不定期地发生强烈的磁场重构，导致其表面和外层发生剧烈的震动和裂变，从而产生快速射电暴 。
磁星的自转周期和轨道周期可能会影响其磁场重构的频率和强度，从而导致其快速射电暴呈现出一定的周期性 。
虽然GPM J1839−10可能不是外星人发送的信号，但是毫无疑问的是，宇宙的浩瀚，存在着无数的文明和星球，只不过目前人类还没有发现为止，我们更加研发更加先进的技术，去寻找外星文明，而不是让他们发现地球的存在。
#所见所得，都很科学##地球连续35年收到神奇规律性信号#
