直擊木衛三數百萬年前的末日——當“土衛七”撞上木衛三

簡介：科學家從探測器收集到的數據推斷，木衛三在幾百萬年前經歷了一次大型撞擊，而這次撞擊給木衛三帶來的影響是深遠的。

數十億年前，行星等級大小的木星衛星木衛三遭受了一次大型撞擊：仔細檢查探測器飛掠過木衛三時發回的數據，科學家估計木衛三曾被一個直徑達300公裏的天體擊中。

這是一場災難性的事件，甚至連滅頂的噩夢都不足以形容其威力。撞擊點直徑一千公裏內的一切被熔化，整個衛星的表面都受到嚴重的影響。甚至衛星內部也因此發生了巨大的變化。類似的事件發生在地球，將會直接清除行星上的一切生命。而若發生在衛星上的話，那一定是世界末日了。

木衛三是木星最大的四個衛星之一，事實上，它也是整個太陽系中最大的衛星，甚至比水星更大。木衛三直徑5260公裏，是太陽系中已知的第九大天體。

1610年，伽利略發現木衛三；20世紀70年代早期，航天飛行器（先驅者10號、11號）第一次到訪；而於1979年到訪的旅行者1號和2號，則讓我們近距離看到了木衛三。木衛三有兩種主要的表面特征，我們稱之為暗區和明區。暗區較為古老（這是由撞擊坑的數量決定的，較為古老的表面特征擁有更多的撞擊坑），而明區的形成則較晚。木衛三表面大概有三分之一是暗區。

上圖為木星的衛星木衛三，圖片展示了其暗區和明區；在右上部分的暗區中可以看到槽溝。圖片來源：美國宇航局/加州理工學院噴氣推進實驗室/艾米莉·拉克達瓦拉

在這些暗區中有槽溝和長槽，乍一看像由一系列的平行線組成。但如果你後退一步看，可以看到它們以同心圓的形狀覆蓋了木衛三表面大部分區域。起初以為它們只覆蓋了木衛三的一個半球，但是科學家的最新研究顯示，它們基本上覆蓋了整個木衛三，顯現出一系列巨大的同心特征。

這些集中的槽溝的中心位於木衛三赤道以南緯度約20度左右，恰好位於木衛三始終背向木星的半球正中央（西經180度），這半球被稱作背木面，木衛三自轉時間與其繞木星公轉時間一致，所以它始終保持同一面朝向木星，與月球和地球的情況一樣。

這強烈地暗示著這些槽溝都有一個共同的起源——一次巨大的撞擊。很難說在撞擊後形成的撞擊坑有多大，撞擊實在是太巨大了，也因此沒發現有邊緣或者可辨認的撞擊坑。這導致撞擊物的大小很難判斷，但是通過一些基本假定，科學家估計撞擊物的直徑大概是300公裏，以大約20千米每秒的速度撞向木衛三。

撞擊產生的能量是我大腦無法想象的。這相當於一萬億個百萬噸級炸彈同時引爆。這是地球上所有核武器總當量的幾億倍。哇哦！

順便一說，猛烈撞進墨西哥灣，並殺死（非鳥類和海生）恐龍的小行星直徑大概10公裏。也就是說，撞擊木衛三小行星的直徑是前者的三十倍，體積是前者的27000倍。我的天呐！

上圖為地球（右），木衛三（中），土衛七（左，替代撞擊木衛三的小行星）的大小對比。

圖片來源：美國宇航局/美國國家海洋和大氣局/深空氣候觀測台，美國宇航局/加州理工學院噴氣推進實驗室/艾米莉·拉克達瓦拉,美國宇航局/美國噴氣推進實驗室/空間科學研究所Space Science Institute/戈爾丹·烏加爾科維奇

撞擊的影響如此之大，以至於科學家們無法確認撞擊點在木衛三南緯20°西經180°還是在其正對面——即北緯20°東經0°。這兩個點與槽溝的方向均吻合，不過前者相比會更有可能，因為木衛三這一側的槽溝更明顯。

這次撞擊向木衛三釋放了巨大的熱量。有趣的是，人們發現木衛三地表下深處可能存在液態水海洋；我在懷疑這場撞擊是否與此有關。星核的放射性物質和來自木星的潮汐熱可能有助於木衛三地表深處保持溫度，但是這種量級的撞擊同樣也可能會影響到整個木衛三的溫度。

科學家注意到這種量級的撞擊將會在撞擊點留下大量物質。木衛三在該點的重力也會因此增加。這是可以測量到的。未來的航天探測器，比如木星冰月探測器JUICE（JUpiter ICy moons Explorer）或者歐羅巴快帆，可能會多次飛躍木衛三，屆時科學家就可以藉此繪制出木衛三的引力場。如果它們在撞擊點能發現大量撞擊留下的物質，那就好了。

太陽系中已知最大的撞擊直到現在才被發現，這樣講是挺有趣的，事實上是有道理的。撞擊的威力驚人之巨，光從一個點無法看出撞擊的威力，正如站在地球表面時看不出地球是如此巨大的球體一樣。只有繪制出木衛三的全球地圖，才能找到撞擊的證據。

在太陽系誕生之初，這種量級的撞擊，不能說常見，但至少不是聞所未聞。幸運的是，這在現在是極其罕見的。但是它們確實參與塑造了我們今日看到的世界，而我們也正在試圖研究它們。

BY: Phil Plait

FY: 簪花小甜豆

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