直击木卫三数百万年前的末日——当“土卫七”撞上木卫三

简介：科学家从探测器收集到的数据推断，木卫三在几百万年前经历了一次大型撞击，而这次撞击给木卫三带来的影响是深远的。

数十亿年前，行星等级大小的木星卫星木卫三遭受了一次大型撞击：仔细检查探测器飞掠过木卫三时发回的数据，科学家估计木卫三曾被一个直径达300公里的天体击中。

这是一场灾难性的事件，甚至连灭顶的噩梦都不足以形容其威力。撞击点直径一千公里内的一切被熔化，整个卫星的表面都受到严重的影响。甚至卫星内部也因此发生了巨大的变化。类似的事件发生在地球，将会直接清除行星上的一切生命。而若发生在卫星上的话，那一定是世界末日了。

木卫三是木星最大的四颗卫星之一，事实上，它也是整个太阳系中最大的卫星，甚至比水星更大。木卫三直径5260公里，是太阳系中已知的第九大天体。

1610年，伽利略发现木卫三；20世纪70年代早期，航天飞行器（先驱者10号、11号）第一次到访；而于1979年到访的旅行者1号和2号，则让我们近距离看到了木卫三。木卫三有两种主要的表面特征，我们称之为暗区和明区。暗区较为古老（这是由撞击坑的数量决定的，较为古老的表面特征拥有更多的撞击坑），而明区的形成则较晚。木卫三表面大概有三分之一是暗区。

上图为木星的卫星木卫三，图片展示了其暗区和明区；在右上部分的暗区中可以看到槽沟。图片来源：美国宇航局/加州理工学院喷气推进实验室/艾米莉·拉克达瓦拉

在这些暗区中有槽沟和长槽，乍一看像由一系列的平行线组成。但如果你后退一步看，可以看到它们以同心圆的形状覆盖了木卫三表面大部分区域。起初以为它们只覆盖了木卫三的一个半球，但是科学家的最新研究显示，它们基本上覆盖了整个木卫三，显现出一系列巨大的同心特征。

这些集中的槽沟的中心位于木卫三赤道以南纬度约20度左右，恰好位于木卫三始终背向木星的半球正中央（西经180度），这半球被称作背木面，木卫三自转时间与其绕木星公转时间一致，所以它始终保持同一面朝向木星，与月球和地球的情况一样。

这强烈地暗示着这些槽沟都有一个共同的起源——一次巨大的撞击。很难说在撞击后形成的撞击坑有多大，撞击实在是太巨大了，也因此没发现有边缘或者可辨认的撞击坑。这导致撞击物的大小很难判断，但是通过一些基本假定，科学家估计撞击物的直径大概是300公里，以大约20千米每秒的速度撞向木卫三。

撞击产生的能量是我大脑无法想象的。这相当于一万亿个百万吨级炸弹同时引爆。这是地球上所有核武器总当量的几亿倍。哇哦！

顺便一说，猛烈撞进墨西哥湾，并杀死（非鸟类和海生）恐龙的小行星直径大概10公里。也就是说，撞击木卫三小行星的直径是前者的三十倍，体积是前者的27000倍。我的天呐！

上图为地球（右），木卫三（中），土卫七（左，替代撞击木卫三的小行星）的大小对比。

图片来源：美国宇航局/美国国家海洋和大气局/深空气候观测台，美国宇航局/加州理工学院喷气推进实验室/艾米莉·拉克达瓦拉,美国宇航局/美国喷气推进实验室/空间科学研究所Space Science Institute/戈尔丹·乌加尔科维奇

撞击的影响如此之大，以至于科学家们无法确认撞击点在木卫三南纬20°西经180°还是在其正对面——即北纬20°东经0°。这两个点与槽沟的方向均吻合，不过前者相比会更有可能，因为木卫三这一侧的槽沟更明显。

这次撞击向木卫三释放了巨大的热量。有趣的是，人们发现木卫三地表下深处可能存在液态水海洋；我在怀疑这场撞击是否与此有关。星核的放射性物质和来自木星的潮汐热可能有助于木卫三地表深处保持温度，但是这种量级的撞击同样也可能会影响到整个木卫三的温度。

科学家注意到这种量级的撞击将会在撞击点留下大量物质。木卫三在该点的重力也会因此增加。这是可以测量到的。未来的航天探测器，比如木星冰月探测器JUICE（JUpiter ICy moons Explorer）或者欧罗巴快帆，可能会多次飞跃木卫三，届时科学家就可以藉此绘制出木卫三的引力场。如果它们在撞击点能发现大量撞击留下的物质，那就好了。

太阳系中已知最大的撞击直到现在才被发现，这样讲是挺有趣的，事实上是有道理的。撞击的威力惊人之巨，光从一个点无法看出撞击的威力，正如站在地球表面时看不出地球是如此巨大的球体一样。只有绘制出木卫三的全球地图，才能找到撞击的证据。

在太阳系诞生之初，这种量级的撞击，不能说常见，但至少不是闻所未闻。幸运的是，这在现在是极其罕见的。但是它们确实参与塑造了我们今日看到的世界，而我们也正在试图研究它们。

BY: Phil Plait

FY: 簪花小甜豆

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