第250章 霜体-《末日冰原之大道唯一》


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    ,nIms)在4.2微米段勘查到该大气层的吸收特征,从而证实了它的存在。据估计其表面压力为7.5    x    1o?12巴,粒子密度为4    x    1o?    cm?3。这层大气是如此稀薄,仅仅需要四天,组成它的物质就会逃逸殆尽,所以该大气一定源源不断的得到了补充,补充来源可能是从该星体冰质地壳中升华出的干冰,这也与该星体表面明亮地区瘤状地形的冰体升华形成假说相契合        。

    木卫四的电离层则是在伽利略号的数次飞掠中被次现,其高电子密度为7-17    x    1o?    cm?3,这种密度与大气中二氧化碳的光致电离作用的效果不相符合。所以有人预测木卫四大气层的组要成分应该是氧气(含量为二氧化碳的1o倍到1oo倍),但是尚未在该大气中探测到氧气的存在。

    木卫四(左下角)、木星和木卫二(位于木星大红斑的左下方)。木卫四是距离木星最远的伽利略卫星,其轨道距离木星约188万公里(是木星半径——7万1398公里——的26.3倍),比之距离木星次近的木卫三的轨道半径——1o7万公里——远得多。由于轨道半径较大,故其并不处于轨道共振状态,可能永远也不会处于这种状态。

    木卫四不参与轨道共振,这意味着它永远都不会产生明显的潮汐热效应,而潮汐热效应是星体内部结构分化和育的重要动力。由于距离木星较远,所以其表面来自木星磁场的带电粒子流较弱——比之木卫二表面的带电粒子流弱了3oo倍。所以较之其他几颗伽利略卫星,木卫四表面的带电粒子光渗效应较弱。

    和大部分的卫星一样,木卫四是一颗同步自转卫星,即木卫四的自转周期等同于其公转周期,约为16.7个地球日。其轨道离心率很小,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o.和o.°。这种轨道的变化使得其转轴倾角在o.4-1.6°之间变化。

    木卫四内部结构的部分分层(该结论由无量纲转动惯量数值推断而出)表明该星体从未被充分加热以使其冰质部分融解。因此,其最可能的形成模型是低密度的木星次星云中的缓慢吸积过程。

    这个持续时间甚久的吸积过程使得星体最终冷却,而无法保持在吸积过程、放射性元素衰变过程和星体收缩过程积聚的热量,从而阻断了冰体融化和快分化过程。其形成阶段所耗时间大约在1o万年到1ooo万年之间。

    瘤状地形而之后木卫四的进一步演化则取决于放射性衰变的产热机制和靠近星体表面热传导的冷却机制之间的竞赛,以及星体内部到底是处于固态还是亚固态对流状态。冰体的亚固态对流的具体运动状况是所有冰卫星模型中最大的不确定性因素。

    基于温度对冰体黏度的影响,当温度接近于冰体的熔点时,就会出现亚固态对流。在亚固态对流中,冰体的运动度十分缓慢,大约为1厘米/年,但是从长期来看,亚固态对流事实上是非常有效的冷却机制。在木卫四寒冷而坚硬的表层——被称为“密封盖”(stag

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