木卫三（木卫三适合人类居住吗）

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1、木卫三，太阳系最大的卫星，含水量比地球的还要多 2、木卫三，太阳系已知最大的卫星，潜在的生命家园 3、木卫三的介绍 4、太阳系最大的行星：木卫三，到底有多可怕？ 5、木卫三是什么 6、木卫三和地球哪个大？ 木卫三，太阳系最大的卫星，含水量比地球的还要多

说到木卫三，大家一定会感觉到陌生，但它有两个最大的头衔一定会让你印象深刻，第一个它是太阳系八大行星所有卫星中个头最大的一颗卫星，木卫三的直径达到5262公里，比水星的直径还要大，如果不是因为它绕着木星转，几乎可以认定为是一颗行星。第二它是目前已知整个太阳系中含水量最多的星球，据推测，木卫三的含水量是地球含水量的三十倍以上，是名副其实的水世界。所以有了这两个头衔，大家一定会记住它，并对它有了很大的兴趣。

木卫三的发现最早要追溯到我国战国时期，在公元前364年的齐国，当时著名天文家甘德凭肉眼观测到木星的卫星，《唐开元占经》引录甘德论及木星时所说的话：“若有小赤星附雨其侧”这是最早关于木卫三的记载，在二千多年后的公元1610年，著名科学家伽利略才用望远镜观测到木星的卫星群，1610年1月11日， 伽利略·伽利莱 观测到三颗靠近木星的星体；第二天晚上，他注意到这三颗星体发生了位移接着他又发现了第四颗星体，即后来的木卫三。至1610年1月15日晚，伽利略确定这些星体是围绕木星运行的。

木卫三不仅是太阳系最大的卫星，含水量最多的星球，它还是太阳系中已知的唯一一颗拥有磁圈的卫星，其 磁圈 可能是由富铁的流动内核的对流运动所产生的。木卫三主要由硅酸盐岩石和冰体构成，星体分层明显，拥有一个富铁的、流动性的内核。

木卫三的表面由几乎相等的岩石和水冰所构成，因为木卫三距离太阳遥远，地表平均温度低至零下180摄氏度，星球表面的水只能以冰山的形式广泛分布在地表，冰山的质量占星体总质量的46-50%，在1995年哈勃空间望远镜对木卫三的观测中发现了地表上存在稀薄的、以氧为主要成分的大气，这也从侧面证明了木卫三表面广泛存在的水冰。而在地表二百公里以下，会存在一个全球性的深水海洋，据哈勃太空望远镜的探测，通过分析木卫三的极光光谱，估算出其海洋深达400千米。更有一种可能这只是木卫三全球性海洋的一小部分，木卫三可能拥有三个海洋，三个海洋层层叠加，每层都有400千米的深度，并由高压冰层分隔开，最下面的一层海洋可能直接接触到木卫三的岩石内核。所以木卫三的海洋深度可能超过1000公里，蕴含着超过150亿立方千米的巨大水体，含水量是地球水量的30倍以上。

在木卫三的内部，地核的高温可以融化水冰，还有木星对木卫三强大潮汐力的加热，源源不断的热能使木卫三内部能保持温暖。在木卫三的各处因为热量的不均匀，有时也会有炙热的海水喷涌而出，在木卫三的表面形成蔚为壮观的冰火山。

而在海洋的深处，深度达几百公里的海底，因为星球内核地热的喷涌也会形成岩浆火山喷发，这里的环境非常类似地球深海火山附近的环境，巨大的火山口不断喷涌冒出黑烟和各种火山物质。

在这样高温高压的环境中，理应是生命的禁区，但我们在地球深海火山口附近却发现了各种各样顽强的生命，如 雪蟹、鳞脚蜗牛、海参等 ，它 们 身 处 在 几百 摄氏度 的 高温下 却 生活 的 悠然自得 ，并 不 依靠 氧 气 存活 ，足见 生命 的 奇迹 ，可以 大胆 的 想象 ，在 木卫三 高温高压 的 深海 火山口 附近 说不定 也 会 有 这样 的 生命 形式 存在 ，这 需要 未来 人类 能够 制造 出 深海 潜航 器 并 送 往 木卫三 ，并且 需要 钻 透 两 百 公里 厚度 的 冰 层 后 ，深入 木卫 三 的 深海 水 世界 一 探究竟 。想 想 都 觉得 兴奋 ，但 这 个 任务 却 非 常的 艰巨 ，木卫三 距离 地球 差不多 八 亿 公里 远 ，光是 探测 器 到达 木卫三 就 需要 飞行 数 年 时间 ，还 需要 强大 的 钻探 设施 能 钻透 两百 公里 后 的 冰 层 ，这 是 一项 巨大 的 工程 ，还 要 有 能 承受厚数 百 公里 海水深度处 压强 的 超级 潜航 器 ，这 可不 是 目前 人类 在 地球 深海 一万 米 处 的 深 潜器 所能 比拟 的 。所以 目前 的 科技 力量 还 无法 完成 这 一 壮举 。

人类最早探测木卫三的探测器是先驱者10号和11号，但传回的关于木卫三的信息较少。而之后旅行者1号和旅行者2号于1979年飞掠过木卫三。它们精确测定了它的大小，最终证明它的体积要大于土卫六，这两艘飞船还发现了木卫三上的槽沟地形。1995年，伽利略号进入环木星轨道。在1996年至2000年间，它共6次近距离飞掠过木卫三。在最接近的一次飞掠中，伽利略号距离木卫三表面仅264千米。它发现了木卫三的磁场。后来又发现了木卫三的地下海洋，并于2001年对外公布。伽利略号传回了大量的光谱图像，并在木卫三表面发现了数种非冰化合物。最近前往近距离探测木卫三的探测器是新视野号，它于2007年在前往冥王星的途中飞掠过了木卫三，并在加速过程中拍摄了木卫三的地形图和构成图。

木卫三可以说是人类在太阳系的天然大水库，其储水量是地球的三十倍还多，未来人类在开发太阳系的资源中，木卫三说不定会成为人类最重要的水源地。

木卫三，太阳系已知最大的卫星，潜在的生命家园

木卫三是木星周围最大的卫星，也是太阳系中最大的卫星。木卫三大约有三千英里宽，比水星还要大。如果木卫三围绕太阳运行，它可以被当作是一颗行星，它大到足以被自身重力拉成一个球体。

图解：木卫三与太阳系其他天体的比较，供图/NASA

木卫三每7.16天绕木星运行一次。它的轨道平均距离木星665000英里或一百万公里，靠近木星的赤道。木卫三被潮汐锁定，自转时把同一面朝向木星，这意味着木卫三的“天”和它的轨道周期是一样的，只有7天长。

图解：木星和木卫一、木卫二从木卫三上空升起，图源：NASA

木卫三环绕木星运行有一个非常圆的轨道，也有最小的轨道倾角。木卫三是木星处于稳定的拉普拉斯共振状态的三个卫星之一。木卫三每绕轨一圈，木卫二绕轨两圈，而木卫一绕轨四圈。

图解：伽利略号探测器拍摄的木卫三照片。

因为我们知道木卫二表面下有一片海洋和它的近似体积，科学家们利用木卫二的总密度来假设冰下有一个固体核心，其宽度是月球总直径的一半。因为木卫三直径约5300英里，所以固体核心直径约2650英里。

木卫三表面的部分区域和太阳系一样古老，有45亿年的 历史 。它逐渐被侵蚀的表面，以及奇特的沟槽和裂缝，是科学家发现其地下海洋的原因。

图解：木卫三内部构造说明

木卫三是1610年伽利略发现的木星四颗卫星之一。同行的天文学家西蒙·马吕斯把它命名为盖尼米德，是因为一个为众神之王宙斯端茶倒水的希腊孩子。木星的卫星最初被分配了编号。盖尼米德这个名字从一开始是非官方的，但在19世纪初被官方认可。

木卫三的地理

我们知道木卫三在其冰冷的外表下有一个液态水海洋。木卫三没有一个像地球和金星一样由放射性元素衰变来加热的火山核心，相反，木卫三的核心被木星和围绕木星的其他卫星之间引力的拔河运动所加热。木卫三是我们所知的唯一拥有磁场的卫星，这可能是存在熔融磁芯的迹象，尽管比地球的要小得多。

图解：木卫三内部结构

木卫三表面相对光滑，它有流星撞击形成的陨石坑。然而，任何大的突破冻结的表面东西都会导致水填充它。

木卫三的大气层稀薄。土星的卫星土卫六有一个由碳氢化合物组成的完整大气层，包括乙烷云和甲烷雨。木卫三的大气中含有氧气的痕迹，这可能是表面的冰分解成氢分子和氧分子的结果。氢的逃逸速度较低，留下氧的痕迹。此外还有一些臭氧的痕迹，是由木星磁场推动的微粒撞击到木卫三的大气层造成的。

图解：木卫一、木卫二、木卫三和木卫四的内部结构。供图/NASA

木卫三上部分地区有着45亿年的 历史 。还有很多年轻的地方，有着看起来像是充满了裂缝的凹槽，这种地形可能是木卫三表面缓慢移动的冰块的结果，或者它们可能是潮汐力引起的地震移动，类似于地球上的构造板块。当有间隙或裂缝出现时，冻结的泥浆会上升并填满裂缝，形成一个相对平滑的沟槽，可以延伸数百英里。

图解：较暗的尼克尔森区和较亮的哈帕吉亚槽沟之间可谓泾渭分明。

盖尼米德的主要地标是一个叫做阿纳特的大陨石坑。然而，有许多较小的陨石坑遍布在木卫三上。木卫三表面较古老的和那些没有被下面的冰水填满的部分，比行星表面较新的部分有更多的陨石坑。

几乎完全磨损或填充的陨石坑表明木卫三的表面仍在随时间变化。木卫三没有像月球那样的撞击坑造成的大山脉，因为没有热的熔融岩石在撞击时被撞入大气层。所有出现的山脉都被磨损成了低矮的山脊。

图解：木卫三的表面，图源：NASA

木卫三上存在生命吗？

我们不知道木卫三在它厚厚的冰冷的外表下是否维持着生命。然而，它有许多我们认为生命需要的先决条件。木卫三存在液态水，这个星球的海洋比地球上的海洋含有更多的水，尽管其压力远大于太平洋中马里亚纳海沟的底部。它有熔化内部的能量。

图解：旅行者2号拍摄的的木卫三背向木星一面的照片拼接图。较为古老的暗区——伽利略区位于右上方。它和另外一个较小的暗区——马里乌斯区之间隔着较为明亮也较为年轻的乌鲁克沟带。从相对较为年轻的奥里西斯陨石坑中喷出的冰体形成了图像底部明亮的辐射带。

从理论上讲，木卫三是一个更稳定的生命家园，因为即使在地核冷却很久之后，它仍会被木星的潮汐加热，而厚厚的冰层保护着任何海洋生物，而不受像灭绝恐龙的小行星撞击的影响。

木卫三有一个坚硬的核心，岩石与冰混合，提供了类似于海底生物能存活需要的元素，这意味着木卫三有可能进化出类似于那些生活在地球海洋底部，靠海底热喷口生存的海洋生物。木卫三上的生命可以进化而不需要阳光，因为没有什么能穿透木卫三厚厚的冰。通过这种方式，木卫三类似于木卫二，在我们的太阳系中作为一个潜在的生命家园。

探索 盖尼米德

图解：木星冰月探测器(JUICE)将于2022年6月发射，执行为期11年的探测木星及其几个卫星的任务©NASA

先锋10号和先锋11号都曾经飞过木卫三，旅行者1号在穿越太阳系的旅程中靠近过木卫三，旅行者2号提供了关于月球尺寸的更详细的信息，也正是旅行者号飞船证明了木卫三是最大的卫星。哈勃太空望远镜在环绕地球的轨道上发现了木卫三大气层周围稀薄的氧气。

图解：槽沟地形区中新近形成的撞击坑。上为古拉撞击坑，下为阿克洛奥斯撞击坑。

2005年，一个木星卫星探测任务被取消。木卫二/木卫三穿甲弹是一种被提议的航天器，它将由木星-木卫三轨道飞行器或木星-木卫二轨道飞行器携带，并降落到木卫三的表面，类似于给我们提供了土卫六表面的详细视图的土卫六海洋探测器一样工作。它可以穿透木卫三表面一米左右。

欧洲航天局正在设计一种将被送往木星卫星的探测飞船，这艘飞船将进入木卫三轨道，但目前还不知道它是否会将探测器降落到地面。初步计划于2022年发射。这艘飞船大约十年后到达木星。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. thetimenow- over the mountains,mountains

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木卫三的介绍

木卫三（盖尼米得，Ganymede，Γανυμήδης）是围绕木星运转的一颗卫星，公转周期约为7天。按距离木星从近到远排序，在木星的所有卫星中排第七，在伽利略卫星中排第三。它与木卫二及木卫一保持着1:2:4的轨道共振关系。木卫三是太阳系中最大的卫星。直径大于水星，质量约为水星的一半，木卫三主要由硅酸盐岩石和冰体构成，星体分层明显，拥有一个富铁的、流动性的内核。体积与水星相当，是太阳系中已知的唯一拥有磁圈的卫星。木卫三最先并非伽利略所发现。在公元前400年到公元前360年之间（最有可能的是在公元前364年夏天）我国战国时期的甘德就已经发现了木卫三，比伽利略早了2000多年。后天文学家西门·马里乌斯以希腊神话中宙斯的爱人伽倪墨得斯为之命名。旅行者号航天器精确地测量了该卫星的大小，伽利略号探测器则发现了它地下海洋和磁场。2015年3月12日，美国国家航空航天局宣布，太阳系最大卫星木卫三的冰盖下有一片咸水海洋，液态水含量超过地球。

太阳系最大的行星：木卫三，到底有多可怕？

随着 科技 高速发展，人类对宇宙的 探索 越来越频繁，近50年来，人类发现了太阳系最大的 卫星 ，它就是围绕木星旋转的木卫三，是太阳系中最大的卫星，其中在17世纪初，人类就发现了这围绕木星的四颗卫星，但并不知道木卫三就是太阳系中最庞大的卫星，下面我们就一起来了解这颗卫星。

卫星 是指在围绕一颗行星做周期性运行的天然天体，人造卫星一般也可以称为卫星，但这都不算是天然卫星，围绕我们地球的只有一个卫星，那就是月球，那么太阳系最大的卫星又是谁呢?其实在17世纪初，我们就发现了这颗卫星。但在当时根本无法确定它是否是最大的卫星，它就是围绕着木星的木卫三，属于伽利略卫星之一，直到后来，人们才发现这颗卫星就是太阳系中最大的卫星了，并且他的直径达 5200多千米 ，看起来比水星都大，但是它的质量远不如水星。

否则它将不是卫星了，所以他还是要臣服于木星，老老实实地在卫星行列中当老大，如果说木星是太阳系中的行星之王，那么木卫三无疑就是卫星之王，不过，作为最大的卫星在行星之王面前，根本无法与其争辉。

人类也多次使用探测器对木卫三进行 探索 ，并拍摄了一些宝贵的照片，从这些照片中我们可以发现，木卫三与我们地球的卫星月球长得有几分相似，木卫三主要由硅酸盐岩石和冰体构成，星体分层明显，拥有一个富铁的、流动性的内核。

由于距离木星太近，木卫三的公转周期仅约为 7个地球日 ，因此它不可避免地被木星潮汐锁定了。这一点也同月球一样，木卫三永远都只能以同一面朝向木星。另外，木卫三还与木卫二和木卫一保持着神奇的轨道共振关系。

木卫三每完成1次公转，木卫二和木卫一就相应地完成2次和4次公转，值得一提的是，木卫三是太阳系中已知的唯一一颗拥有磁圈的卫星，这可能与其富含铁的液态内核有关，它的部分磁圈会与木星的发生相互交迭。科学家根据对探测数据的分析推测。

木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的 行星 ，距离太阳第五远的行星。它的质量为太阳的千分之一，是太阳系中其它七大行星质量 总和的2.5倍 。

木卫三上空不仅存在着一层稀薄的含氧大气，而且还和木卫二一样在地表之下也可能存在一大片地下海洋，未来，随着人类不断向外太空扩张，或许有朝一日能够踏上这颗太阳系的卫星之王，甚至在上面建立基地，木卫四又称为卡里斯托 是围绕木星运转的一颗卫星。

由伽利略·伽利莱在1610年首次发现。其直径为水星直径的 99% ，但是质量只有它的三分之一。该卫星的轨道在四颗伽利略卫星中距离木星最远，约为 188万千米 ，木卫四属于同步自转卫星，永远以同一个方向朝向木星。木卫四由于公转轨道较远，表面受到木星磁场的影响小于内层的卫星。

木卫三是太阳系中最大的卫星。直径大于水星，质量约为水星的一半，木卫三主要由硅酸盐岩石和冰体构成，星体分层明显，拥有一个富铁的、流动性的内核。体积大于水星，是太阳系中已知的唯一拥有磁圈的卫星。木卫三最先发现的并非伽利略所发现的。在公元前400年到公元前360年之间(最有可能的是在公元前364年夏天)依据《唐开元占经》引录甘德论及木星时所说的话:"若有小赤星附于其侧"，著名天文学史家席泽宗先生指出:甘德在公元前4世纪中叶就观测到了木星的最后的卫星木卫二。而对于木星的卫星的发现，近代是在17世纪初望远镜发明之后，由意大利大科学家伽利略(Galilei)于1610年用它观测木星时才发现的。甘德早伽利略近两千年，而且在没有望远镜的条件，仅凭肉眼就发现了木星的卫星，这真是一个奇迹。后天文学家西门·马里乌斯以希腊神话中宙斯的爱人伽倪墨得斯为之命名。旅行者号航天器精确地测量了该卫星的大小，伽利略号探测器则发现了它的地下海洋和磁场。

2015年3月12日，美国国家航空航天局宣布，太阳系最大卫星木卫三的冰盖下有一片咸水海洋，液态水含量超过地球。

木卫三是什么

是木星的卫星呗，具体的见百度百科就好了：

木卫三（盖尼米得，Ganymede，Γανυμήδης）是围绕木星运转的一颗卫星，公转周期约为7天。按距离木星从近到远排序，木卫三在木星的所有卫星中排第七，在伽利略卫星中排第三。它与木卫二及木卫一保持着1:2:4的轨道共振关系。木卫三是太阳系中最大的卫星，其直径大于水星，质量约为水星的一半。木卫三简介

木卫三是太阳系中已知的唯一一颗拥有磁圈的卫星，其磁圈可能是由富铁的流动内核的对流运动所产生的。其中的少量磁圈与木星的更为庞大的磁场相交迭，从而产生了向外扩散的场

木卫三 盖尼米得

线。木卫三拥有一层稀薄的含氧大气层，其中含有原子氧，氧气和臭氧，同时原子氢也是大气的构成成分之一。而木卫三上是否拥有电离层还尚未确定。木卫三主要由硅酸盐岩石和冰体构成，星体分层明显，拥有一个富铁的、流动性的内核。人们推测在木卫三表面之下200千米处存在一个被夹在两层冰体之间的咸水海洋。木卫三表面存在两种主要地形。其中较暗的地区约占星体总面积的三分之一，其间密布着撞击坑，地质年龄估计有40亿年之久；其余地区较为明亮，纵横交错着大量的槽沟和山脊，其地质年龄较前者稍小。明亮地区的破碎地质构造的产生原因至今仍是一个谜，有可能是潮汐热所导致的构造活动造成的。

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木卫三-发现与命名

1610年1月11日，伽利略·伽利莱观测到三颗靠近木星的星体；第二天晚上，他注意到这三颗星体发生了

用哈勃望远镜拍到的木卫三

位移。接着，他又发现了第四颗星体，即后来的木卫三。至1月15日晚，伽利略确定这些星体是围绕木星运行的。他声称有权为这些卫星命名，并曾考虑过“科斯米安卫星”（Cosmian Stars）的名字，但最终将之命名为“美第奇卫星”(Medicean Stars)。

法国天文学家尼古拉斯-克劳迪·法布里·德·佩瑞斯特建议为美第奇卫星家族的各颗卫星分别命名，但是其建议未被采纳。原本宣称其最初发现伽利略卫星的西门·马里乌斯曾试图将这几颗卫星命名为“朱庇特的萨图尔努斯”（Saturn of Jupiter）、“朱庇特的朱庇特”（Jupiter of Jupiter，即指木卫三）、“朱庇特的维纳斯”（Venus of Jupiter）和“朱庇特的墨丘利”（Mercury of Jupiter），但也从未被采用。后来有建议以希腊神话中神的斟酒者、宙斯的爱人盖尼米得为之命名。这种命名法在相当长的时期内并没有被普遍接受，直至20世纪中期才得到普遍使用。在早期的天文学文献中，该卫星均以罗马数字作为指代（该体系由伽利略提出），即被称为木卫三（Jupiter III ）或“朱庇特的第三颗卫星”（third satellite of Jupiter）。后来随着土星的卫星群的发现，基于开普勒和马里乌斯建议的命名系统开始被用于指称木星的卫星。木卫三是伽利略卫星中唯一一颗以男性人物名字命名的。

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木卫三-物理性质

平均半径：2631.2 km （地球的0.413倍）

木卫三上的局部地形

表面积：87000000km2 （地球的0.171 倍）

体积：7.6×1010 km3 （地球的0.0704 倍）

质量：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)

自转周期：与公转同步

转轴倾角：0–0.33°.

反照率：0.43 ± 0.02

表面温度：最小----70K

平均----110K

最高-----152K

视星等：4.61（opposition ）

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木卫三-轨道根数

平均半径：1070400km （0.007155 AU）

木卫三上的环形山链

离心率：0.002

近拱点：1,069,200km （0.007147 AU）

远拱点：1,071,600km （0.007163 AU）

公转周期：7.15455296 天 （0.019588 年）

公转速度：平均10.880 km/s

轨道倾角：2.21°（黄道夹角）

0.20°（木星赤道夹角）

所属行星：木星

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木卫三-运行轨道

木卫三的轨道距离木星107万400千米，是伽利略卫星中距离木星第三近的，其公转周期为7天3小时。和大部分已知的木星卫星一样，木卫三也为木星所锁定，永远都以同一面面向木星，木卫一、木卫二和木卫三三者之间的拉普拉斯共振状态。它的轨道离心率很小，轨道倾角也很小，接近于木星赤道，同时在数百年的周期里，轨道的离心率和倾角还会以周期函数的形式受到太阳和木星引力摄动的影响。变化范围分别为0.0009-0.0022和0.05-0.32°。这种轨道的变化使得其转轴倾角在0-0.33°之间变化。

木卫三和木卫二、木卫一保持着轨道共振关系：即木卫三每公转一周，木卫二即公转两周、木卫一公转四周。当木卫二位于近拱点、木卫一位于远拱点时，两者之间会出现上合现象；而当木卫二位于近拱点时，它和木卫三之间也会出现上合现象。木卫一-木卫二和木卫二-木卫三的上合位置会以相同速率移动，遂三者之间有可能出现三星合现象。这种复杂的轨道共振被称为拉普拉斯共振。现今的拉普拉斯共振并无法将木卫三的轨道离心率提升到一个更高的值。

0.0013的离心率值可能是早期残留下来的——当时轨道离心率的提升是有可能的。但是木卫三的轨道离心率仍然让人困惑：如果在现阶段其离心率值无法提升，则必然得表明在其内部的潮汐耗散作用下，它的离心率值正在逐渐损耗。这意味着离心率值的最后一次损耗就发生在数亿年之前。由于现今木卫三轨道的离心率相对较低——平均只有0.0015，所以现今木卫三的潮汐热也应该相应的十分微弱。但是在过去，木卫三可能已经经历过了一种或多种类拉普拉斯共振，从而使得其轨道离心率能达到0.01-0.02的高值。这可能在木卫三内部引起了显著的潮汐热效应；而这种多阶段的内部加热最终造成了现今木卫三表面的槽沟地形。人们还无法确切知晓木卫一、木卫二和木卫三之间的拉普拉斯共振是如何形成的。现今存在两种假说：一种认为这种状态在太阳系形成之初即已存在；另一种认为这种状态是在太阳系形成之后才发展出来的。一种可能的形成过程如下：首先是由于木星的潮汐效应，致使木卫一的轨道向外推移，直至某一点与木卫二发生2:1的轨道共振；之后其轨道继续向外推移，同时将部分的旋转力矩转移给木卫二，从而也引起了后者的轨道向外推移；这个过程持续进行，直到木卫二到达某一点，与木卫三形成2:1的轨道共振。最终三者之间的两对上合现象的位置移动速率保持一致，形成拉普拉斯共振。

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木卫三-物理特性

构成

木卫三内部结构木卫三的平均密度为1.936g/cm3，表明它是由近乎等量的岩石和水构成的，后者主要以冰体形式存在。冰体的质量占卫星总质量的46-50%，

比之木卫四稍低。此外可能还存在某些不稳定的冰体，如氨的冰体。木卫三岩石的确切构成还不为人知，但是很可能接近于L型或LL型普通球粒陨石，这两类陨石较之H球粒陨石，所含的全铁和金属铁较少，而铁氧化物较多。在木卫三上，以质量计，铁和硅的丰度比为1.05-1.27，而在太阳中，则为1.8。

木卫三表面的反照率约为0.43。冰体水广泛存在于其表面，比重达到50-90%，高出整体比重许多。利用近红外光谱学，科学家们在1.04、1.25、1.5、2.0和3.0微米波长段发现了强烈的冰体水的吸附带。明亮地带的槽沟构造可能含有较多的冰体，故显得较为明亮。除了水外，对伽利略号和地基观测站拍摄的高分辨率近红外光谱和紫外线光谱结果的分析也显示了其他物质的存在，包括二氧化碳、二氧化硫，也可能还包括氰、硫酸氢盐和多种有机化合物。此外伽利略号还在木卫三表面发现了硫酸镁、硫酸钠等物质。这些盐类物质可能来自于地表之下的海洋。

木卫三的表面是不对称的：其同轨道方向的一面要亮于逆轨道方向的一面。这种状况类似于木卫二，而和木卫四的状况正好相反。此外，木卫三同轨道方向一面似乎富含二氧化硫。而二氧化碳在两个半球的分布则相对均匀，尽管在极地地区并未观测到它的存在。木卫三上的撞击坑（除了一个之外）并不富含二氧化碳，这点也与木卫四不同。木卫三的二氧化碳可能在过去的一段时期已经被消耗殆尽了。

内部结构

木卫三的地层结构已经充分分化，它含有一个由硫化亚铁和铁构成的内核、由硅酸盐构成的内层地涵和由

木卫三内部结构

冰体构成的外层地涵。这种结构得到了由伽利略号在数次飞掠中所测定的木卫三本身较低的无量纲转动惯量——数值为0.3105± 0.0028——的支持。事实上，木卫三是太阳系中转动惯量最小的固态天体。伽利略号探测到的木卫三本身固有的磁场则与其富铁的、流动的内核有关。拥有高电导率的液态铁的对流是产生磁场的最合理模式。

木卫三内部不同层次的厚度取决于硅酸盐的构成成分（其中部分为橄榄石和辉石）以及内核中硫元素的数量。最可能的情况是其内核半径达到700-900千米，外层冰质地涵厚度达800-1000千米，其余部分则为硅酸盐质地涵。内核的密度达到了5.5–6g/cm3，硅酸盐质地涵的密度为3.4–3.6g/cm3。与地球内核结构类似，某些产生磁场的模型要求在铁-硫化亚铁液态内核之中还存在着一个纯铁构成的固态内核。若是这种类型的内核，则其半径最大可能为500千米。木卫三内核的温度可能高达1500-1700K，压力高达100千巴（100亿帕）。

表面特征

木卫三的表面主要存在两种类型的地形：一种是非常古老的、密布撞击坑的暗区，另一种是较之前者稍微年轻（但是地质年龄依旧十分古老）、遍布大量槽沟和山脊的明区。暗区的面积约占球体总面积的三分之一，其间含有粘土和有机物质，这可能是由撞击木卫三的陨石带来的。

槽沟地形区中新近形成的撞击坑

而产生槽沟地形的加热机制则仍然是行星科学中的一大难题。现今的观点认为槽沟地形从本质上说主要是由构造活动形成的；而如果冰火山在其中起了作用的话，那也只是次要的作用。为了引起这种构造活动，木卫三的岩石圈必须被施加足够强大的压力，而造成这种压力的力量可能与过去曾经发生的潮汐热作用有关——这种作用可能在木卫三处于不稳定的轨道共振状态时发生。引力潮汐对冰体的挠曲作用会加热星体内部，给岩石圈施加压力，并进一步导致裂缝、地垒和地堑的形成，这些地形取代了占木卫三表面积70%的古老暗区。槽沟地形的形成可能还与早期内核的形成过程及其后星体内部的潮汐热作用有关，它们引起的冰体的相变和热胀冷缩作用可能导致木卫三发生了微度膨胀，幅度为1-6%。随着星体的进一步发育，热水喷流被从内核挤压至星体表面，导致岩石圈的构造变形。星体内部的放射性衰变产生的热能是最可能的热源，木卫三地下海洋的形成可能就有赖于它。通过研究模型人们发现，如果过去木卫三的轨道离心率值较现今高很多（事实上也可能如此），那么潮汐热能就可能取放射性衰变热源而代之，成为木卫三最主要的热源。

在两种地形中均可见到，但是在暗区中分布的更为密集：这一区域遭遇过大规模的陨石轰击，因而撞击坑的分布呈饱和状态。较为明亮的槽沟地形区分布的撞击坑则较少，在这里由于构造变形而发育起来的地形成为了主要地质特征。撞击坑的密度表明暗区的地质年龄达到了40亿年，接近于月球上的高地地形的地质年龄；而槽沟地形则稍微年轻一些（但是无法确定其确切年龄）。和月球类似，在35-40亿年之前，木卫三经历过一个陨石猛烈轰击的时期。如果这种情况属实，那么这个时期在太阳系内曾经发生了大规模的轰击事件，而这个时期之后轰击率又大为降低。在亮区中，既有撞击坑覆盖于槽沟之上的情况，也有槽沟切割撞击坑的情况，这说明其中的部分槽沟地质年龄也十分古老。木卫三上也存在相对年轻的撞击坑，其向外发散的辐射线还清晰可见。木卫三的撞击坑深度不及月球和水星上的，这可能是由于木卫三的冰质地层质地薄弱，会发生位移，从而能够转移一部分的撞击力量。许多地质年代久远的撞击坑的坑体结构已经消失不见，只留下一种被称为变余结构（英语：palimpsest）的残迹。

木卫三的显著特征包括一个被称为伽利略区的较暗平原，这个区域内的槽沟呈同心环分布，可能是在一个地质活动时期内形成的。另外一个显著特征则是木卫三的两个极冠，其构成成分可能是霜体。这层霜体延伸至纬度为40°的地区。旅行者号首次发现了木卫三的极冠。目前有两种解释极冠形成的理论，一种认为是高纬度的冰体扩散所致，另一种认为是外空间的等离子态冰体轰击所产生的。伽利略号的观测结果更倾向于后一种理论。

大气层和电离层

1972年，一支在印度尼西亚的波斯查天文台工作的印度、英国和美国天文学家联合团队宣称他们在一次掩星现象中探测到了木卫三的大气，当时木星正从一颗恒星之前通过。他们估计其大气压约为1微巴（0.1帕）。1979年旅行者1号在飞掠过木星之时，借助当时的一次掩星现象进行了类似的观测，但是得到了不同的结果。旅行者1号的掩星观测法使用短于200纳米波长的远紫外线光谱进行观测，这比之1972年的可见光谱观测法，在测定气体存在与否方面要精确得多。旅行者1号的观测数据表明木卫三上并不存在大气，其表面的微粒数量密度最高只有1.5 × 109 cm−3，对应的压力小于2.5 × 10−5微巴。后一个数据较之1972年的数据要小了5个数量级，说明早期的估计太过于乐观了。

木卫三表面的假色温度图不过1995年哈勃空间望远镜发现了木卫三上存在稀薄的、以氧为主要成分的大气，这点类似于木卫二的大气。哈勃望远镜在130.4纳米到135.6纳米段的远紫外线光谱区探测到了原子氧的大气光。这种大气光是分子氧遭受电子轰击而离解时所发出的，这表明木卫三上存在着以O2分子为主的中性大气。其表面微粒数量密度在 1.2–7 × 108 cm−3范围之间，相应的表面压力为0.2–1.2 × 10−5微巴。这些数值在旅行者号1981年探测的数值上限之内。这种微量级的氧气浓度不足以维持生命存在；其来源可能是木卫三表面的冰体在辐射作用下分解为氢气和氧气的过程，其中氢气由于其原子量较低，很快就逃逸出木卫三了。木卫三上观测到的大气光并不像木卫二上的同类现象一般在空间分布上呈现均一性。哈勃望远镜在木卫三的南北半球发现了数个亮点，其中两个都处于纬度50°地区——即木卫三磁圈的扩散场线和聚集场线的交界处。同时也有人认为亮点可能是等离子体在下落过程中切割扩散场线所形成的极光。

中性大气层的存在着木卫三上也应该存在电离层，因为氧分子是在遭受来自磁圈和太阳远紫外辐射的高能电子轰击之后而电离的。但是和大气层一样，木卫三电离层的性质也引发了争议。伽利略号的部分观测发现在木卫三表面的电子密度较高，表明其存在电离层，但是其他观测则毫无所获。通过各种观测所测定的木卫三表面的电子密度处于400–2,500 cm−3范围之间。及至2008年，木卫三电离层的各项参数仍未被精确确定。

证明木卫三含氧大气存在的另一种方法是对藏于木卫三表层冰体中的气体进行测量。1996年，科学家们公布了针对臭氧的测量结果。1997年，光谱分析揭示了分子氧的二聚体（或双原子分子）吸收功能，即当氧分子处于浓相状态时，就会出现这种吸收功能，而如果分子氧藏于冰体之中，则吸收功能最佳。二聚体的吸收光谱位置更多的取决于纬度和经度，而非表面的反照率——随着纬度的提高，吸收光谱的位置就会上移。而相反的，随着纬度的提高，臭氧的吸收光谱则会下移。实验室的模拟试验表明，在木卫三上表面温度高于100K的地区，O2并不会聚合在一起，而是扩散至冰体中。

当在木卫二上发现了钠元素之后，科学家们便开始在木卫三的大气中寻找这种物质，但是到了1997年都一无所获。据估计，钠在木卫三上的丰度比木卫二小13倍，这可能是因为其表面原本就缺乏该物质或磁圈将这类高能原子挡开了。木卫三大气层中存在的另一种微量成分是原子氢，在距该卫星表面3000千米的太空即已能观测到氢原子的存在。其在星体表面的数量密度约为1.5 × 104 cm−3。

磁层

1995年至2000年间，伽利略号共6次近距离飞掠过木卫三，发现该卫星有一个独立于木星磁场之外的、长期存在的、其本身所固有的磁矩，其大小估计为1.3 × 1013 T·m3，比水星的磁矩大三倍。其磁偶极子与木卫三自转轴的交角为176°，这意味着其磁极正对着木星磁场。磁层的北磁极位于轨道平面之下。由这个长期磁矩创造的偶极磁场在木卫三赤道地区的强度为719±2纳特斯拉，超过了此处的木星磁场强度——后者为120纳特斯拉。木卫三赤道地区的磁场正对着木星磁场，这使其场线有可能重新聚合。而其南北极地区的磁场强度则是赤道地区的两倍，为1440纳特斯拉。

长期存在的磁矩在木卫三四周划出一个空间，形成了一个嵌入木星磁场的小型磁层。木卫三是太阳系中已知的唯一一颗拥有磁层的卫星。其磁层直径达4-5RG (RG=2,631.2千米)。在木卫三上纬度低于30°的地区，其磁层的场线是闭合的，在这个区域，带电粒子（如电子和离子）均被捕获，进而形成辐射带。磁层中所含的主要离子为单个的离子化的氧原子——O+——这点与木卫三含氧大气层的特征相吻合。而在纬度高于30°的极冠地区，场线则向外扩散，连接着木卫三和木星的电离层。在这些地区已经发现了高能（高达数十甚至数百千伏）的电子和离子，可能由此而形成了木卫三极地地区的极光现象。另外，在极地地区不断下落的重离子则发生了溅射运动，最终使木卫三表面的冰体变暗。

木卫三磁层和木星磁场的相互影响与太阳风和地球磁场的相互作用在很多方面十分类似。如绕木星旋转的等离子体对木卫三逆轨道方向磁层的轰击就非常像太阳风对地球磁场的轰击。主要的不同之处是等离子体流的速度——在地球上为超音速，而在木卫三上为亚音速。由于其等离子体流速度为亚音速，所以在木卫三逆轨道方向一面的磁场并未形成弓形激波。除了其本身固有的磁层外，木卫三还拥有一个感应产生的偶极磁场，其存在与木卫三附近木星磁场强度的变化有关。该感应磁场随着木卫三本身固有磁层方向的变化，交替呈放射状面向木星或背向木星。该磁场的强度较之木卫三本身之磁场弱了一个数量级——前者磁赤道地区的场强为60纳特斯拉，只及木星此处场强的一半。木卫三的感应磁场和木卫四的以及木卫二的感应磁场十分相似，这表明该卫星可能也拥有一个高电导率的地下海洋。由于木卫三的内部结构已经是彻底的分化型，且拥有一颗金属内核，所以其本身固有的磁层的产生方式可能与地球磁场的产生方式类似：即是内核物质运动的结果。如果磁场是基于发电机原理的产物，那么木卫三的磁层就可能是由其内核的成分对流运动所造成的。

尽管已知木卫三拥有一个铁质内核，但是其磁层仍然显得很神秘，特别是为何其他与之大小相同的卫星都不拥有磁层。一些研究认为在木卫三这种相对较小的体积下，其内核应该早已被充分冷却以致内核的流动和磁场的产生都无以为继。一种解释声称能够引起星体表面构造变形的轨道共振也能够起到维持磁层的作用：即木卫三的轨道离心率和潮汐热作用由于某些轨道共振作用而出现增益，同时其地幔也起到了绝缘内核，阻止其冷却的作用。另一种解释认为是地幔中的硅酸盐岩石中残留的磁性造成了这种磁层。如果该卫星在过去曾经拥有基于发电机原理产生的强大磁场，那么该理论就很有可能行得通。

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木卫三-形成和演变

木卫三可能由木星次星云——即在木星形成之后环绕于其四周的、由气体和尘埃组成的圆盘——的吸积作用所产生。木卫三的吸积过程持续了大约1万年，相

较暗的尼克尔森区和较亮的哈帕吉亚槽沟之间可谓泾渭分明。

较于木卫四的10万年短得多。当伽利略卫星开始形成之际，木星次星云中所含的气体成分已经相对较少；这导致了木卫四较长的吸积时间。相反，由于木卫三是紧接木星之后形成的，这时的次星云还比较浓密，所以其吸积作用所耗时间较短。相对较短的形成时间使得吸积过程中产生的热量较少逃逸，这些未逃逸的热量导致了冰体的融化和木卫三内部结构的分化：即岩石和冰体相互分开，岩石沉入星体中心形成内核。在这方面，木卫三与木卫四不同，后者由于其较长的形成时间而导致吸积热逃逸殆尽，从而无法在初期融化冰体以及分化内部结构。这一假说揭示了为何质量和构成物质如此接近的两颗卫星看起来却如此得不同。

在其形成之后，木卫三的内核还保存了大部分在吸积过程和分化过程中形成的热量，它只是缓慢的将少量热量释放至冰质地幔层中，就如同热电池的运作一般。接着，地幔又通过对流作用将热量传导至星体表面。不久岩石中蕴含的放射性元素开始衰变，产生的热量进一步加热了内核，从而加剧了其内部结构的分化，最终形成了一个铁-硫化亚铁内核和一个硅酸盐地幔。至此，木卫三内部结构彻底分化。与之相比较，未经内部结构分化的木卫四所产生的放射性热能只能导致其冰质内部的对流，这种对流有效地冷却了星体，并阻止了大规模的冰体融化和内部结构的快速分化，同时其最多只能引起冰体与岩石的部分分化。现今，木卫三的冷却过程仍十分缓慢。从起内核和硅酸盐地幔所释放出的热量使得木卫三上的地下海洋得以存在，同时只是缓慢冷却的流动的铁-硫化亚铁内核仍在推动星体内的热对流，并维持着磁圈的存在。现在木卫三的对外热通量很可能高于木卫四。

美国航空航天局和欧洲空间局合作的一项旨在探测木星卫星的计划——“木卫二-木星计划”将于2020年实施。2009年2月，美国航空航天局和欧洲空间局确认该计划将优先于“土卫六-土星计划”得以实施。但是欧洲空间局的计划资金仍然面临来自该局其他计划的竞争。木卫二-木星计划”包括美国航空航天局主持的“木星-木卫二轨道飞行器”和欧洲空间局主持的“木星-木卫三轨道飞行器”，可能还包括日本宇宙航空研究开发机构主持的“木星磁场探测器”。 已被取消的环木卫三轨道探测计划是木星冰月轨道器。原计划使用核裂变反应堆作为其动力来源，这将使其能够对木卫三进行详细勘查。但是由于预算裁剪，该计划于2005年被取消。另外还有一个被取消的计划被称为“宏伟的木卫三”（The Grandeur of Ganymede）。

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木卫三“加尼米德”冰层下有海洋

研究人员发现，在太阳系中最大的卫星木卫三“加尼米德”(Ganymede)表面的崎岖冰层下，可能藏有液态的咸水海洋。地下水源的存在，是星球上是否拥有生命迹象的重要指针。这项最新的结果使得“加尼米德”也成为第3颗拥有地下水源的木星卫星。另外2个类似的卫星，分别是木卫二“欧罗巴”(Europa)以及木卫四“卡利斯托”(Callisto)。研究人员是在分析美国太空总署(NASA)的伽利略号宇宙飞船(Galileo)所传回的资料时，发现了可能的地底海洋。伽利略号宇宙飞船在1995年12月升空后，便开始绕着木星飞行收集资料。今年5月20日，伽利略号终于飞到最接近“加尼米德”的位置，两者仅仅相距809公里。科学家最近的发现，就是根据这次所传回来的资料。研究小组表示，一种用来测试磁场的仪器，在“加尼米德”的内部，侦测到一些细微的变化，暗示可能是一种具传导性的液体，例如咸水。加州大学洛杉矶分校(UCLA)的太空物理学家基弗森(Margaret Kivelson)说：“在与数量庞大的资料奋战了几个月之后，我们相信，在『加尼米德』的表面冰层下，应该藏有一层液态的水。”基弗森说，这个约有几英里厚的液态水层，应该是落在距离卫星地表160公里左右的地底下，水温可能为摄氏零下55.56度，不过，由于卫星内部的高压，这个液态水层并未结冰。伽利略号的相关研究人员也表示，根据宇宙飞船最近传回来的高度显影照片，“加尼米德”的表面活动看起来与地球相差无几。受到卫星内部放射性元素的热度影响，“加尼米德”地表的坚硬冰层，事实上，是浮在一层更具活动性的冰上。不过，在人类寻找外星生物的计划上，木星的“欧罗巴”卫星，还是目前科学界最主要的目标。因为，不像“卡利斯托”或是“加尼米德”，科学家在“欧罗巴”上所侦测到的地底海洋层并不很深，离地表只有几英里的距离。

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轨道

木卫三的轨道距离木星107万400千米，是伽利略卫星中距离木星第三近的，[8]其公转周期为7天3小时。和大部分已知的木星卫星一样，木卫三也为木星所锁定，永远都以同一面面向木星。[17]它的轨道离心率很小，轨道倾角也很小，接近于木星赤道，同时在数百年的周期里，轨道的离心率和倾角还会以周期函数的形式受到太阳和木星引力摄动的影响。变化范围分别为0.0009-0.0022和0.05-0.32°。[18]这种轨道的变化使得其转轴倾角在0-0.33°之间变化。[3]

[img]木卫三和地球哪个大？

木卫三和地球，地球大：木卫三的半径是2631.2千米，地球的平均半径约6371千米。

木卫三：是围绕木星运转的一颗卫星，公转周期约为7天。按距离木星从近到远排序，在木星的所有卫星中排第七，在伽利略卫星中排第三。它与木卫二及木卫一保持着1:2:4的轨道共振关系。木卫三的半径是2631.2千米。木卫三是太阳系中最大的卫星。木卫三的直径大于水星，质量约为水星的一半，木卫三主要由硅酸盐岩石和冰体构成，星体分层明显，拥有一个富铁的、流动性的内核。体积大于水星，是太阳系中已知的唯一拥有磁圈的卫星。

地球：是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。现有40~46亿岁，它有一个天然卫星——月球，二者组成一个天体系统——地月系统。46亿年以前起源于原始太阳星云。

地球赤道半径6378.137千米，极半径6356.752千米，平均半径约6371千米，赤道周长大约为40076千米，呈两极稍扁赤道略鼓的不规则的椭圆球体。地球表面积5.1亿平方公里，其中71%为海洋，29%为陆地，在太空上看地球呈蓝色。

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