木卫二

木星的天然卫星之一
木卫二(Europa),又名欧罗巴[2][11],是围绕木星运行的四颗大型卫星中最小的一颗[11],与其他三颗木星的卫星(木卫一木卫三木卫四)一起被称为美第奇星或伽利略卫星。[3][1]
作为木星系统的一员,对于木卫二的观测与记载最早可以追溯到中国的春秋战国时期,当时的天文学家甘德就有记载了岁星(木星)与其身旁小星(卫星)的从属关系。[12]1610年1月8日,意大利科学家伽利略·伽利雷(Galileo Galilei)观测到了四颗绕木运行的大型卫星,木卫二就为其中之一。[13][5]之后,先驱者10号(Pioneer 10 或 Pioneer F)、先驱者11号(Pioneer 11)、旅行者1号(Voyager 1)、旅行者2号(Voyager 2)、伽利略号木星探测器(Galileo)、哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope 缩写:HST)、朱诺号木星探测器(Juno)等多次飞越木星系统并对木卫二进行探测与拍摄。[14]未来,欧洲航天局(European Space Agency)所发射的JUICE号木星探测器[15][16]美国宇航局(nasa)计划发射的欧罗巴快船号(Europa Clipper)也都将飞往木星系统进行观测。其中,快船号将是第一艘专门用于彻底观测木卫二的航天器。[17][16]
木卫二的质量为4.8×10²²kg,赤道半径为1560.8km,大小与地球的四分之一相当[6][1][5]。木卫二的主要成分为硅酸盐岩石[18],其结构由内到外可以粗略分为核、幔、壳三层,中心是一个铁核,铁核外是硅酸盐地幔[19]表面由一层厚度达15km至25km的冰壳覆盖而成[14][19][11],格外光滑、明亮且陨石坑非常少[11][10]。冰壳的表面密布着红色(暗褐色)的裂痕与条纹,这些裂痕与条纹是因为受木星潮汐力作用,冰层破裂所致[14]。科学家断定木卫二表面的冰壳非常年轻,估计其形成时间不超过4000万年至9000万年。[14]冰壳之下的是一片咸水海洋,海洋深度达60km至150km,其海洋含水量大约是地球全球海洋的两倍。[14][19]此外木卫二的上空还存在有大气层,主要由氧分子及水蒸气等羽流物质组成。[14]木卫二的大气层非常稀薄,气压仅相当于地球气压的千万分之一,大气层厚度约200千米。[20]
由于受木卫一木卫三轨道共振的影响,木卫二绕木星运行的轨道为椭圆[14],其平均轨道距离(也就是与木星的距离)671000km,平均轨道速度49476.1km/h,轨道偏心率0.009[5][9]。木卫二绕木星的公转周期与其自转周期相同,都为3.551个地球日[10][11],被木星锁定在特定的轨道上经历潮汐力的作用,始终以同一个半球面对木星。[14]
木卫二冰壳之下的海洋提供了生命存在的可能性,被科学家认为是太阳系中最有希望寻找到地外生命的地方之一。[14]2013年上映的电影《欧罗巴报告》(Europa Report)(又名《木卫二报告》),就是以此为背景讲述了一队科考人员以木卫二“生命可能”为目的,乘坐宇宙飞船前往木卫二对其进行探索的故事。[21]