这是通过四维数码宇宙沙盘“Mitaka”制作的木星（左）与木卫三（右）的模拟图。在木卫三表面较暗的区域内，读者可以看到如同皱纹一般的槽沟地形。（图片来源：加藤恒彦，日本国立天文台四维数码宇宙项目）

    木卫三是太阳系中最大的卫星，它甚至比冥王星和水星还要大。关于木卫三的诞生和演化的研究，既有助于了解木星卫星系的形成，又有助于了解太阳系的历史。旅行者1号及2号探测器曾于1979年及1980年、伽利略探测器曾于1995至2003年间，分别接近木卫三并拍摄了大量的照片。从这些照片可以看出，木卫三的表面明暗相间，其中较暗区域的地质年龄较为古老，而较明亮区域的地质年龄则较为年轻。科学家认为，在暗色区域中有着如同皱纹一般的槽沟地形，这是木卫三最为古老的地形。
    由神户大学和大岛商船高等专科学校的研究员组成的研究团队从槽沟地形入手，通过对以前的探测照片重新进行了更为详尽的分析，试图还原木卫三的历史。研究结果表明，沟槽地形是呈同心圆分布的多重环状结构，遍布了整个木卫三的表面。这意味着，木卫三上曾经存在着一个覆盖整颗卫星表面的多重环状陨石坑。该陨石坑的径向延伸长度达到了7800公里，是迄今为止所知的太阳系中最为巨大的陨石坑。
    为了进一步推算形成这个巨型陨石坑的撞击规模，研究团队运用日本国立天文台（National Astronomical Observatory of Japan，NAOJ)的计算机集群进行了模拟。结果显示，40亿年前，一颗半径150公里左右的小行星以20公里每秒的速度撞上木卫三，形成了我们现在观测到的陨石坑的构造。如此规模巨大的撞击痕迹，对于研究木卫三的形成过程有着重要的启示。一直以来科学家认为木卫三内部存在着由铁、岩石和冰体组成的分层结构，产生这种结构所需的巨大热量或许正是由大规模天体碰撞所产生的。

冰质木卫探测器的任务徽章与艺术想象图 （图片来源：欧洲空间局）

    此项研究成果对计划在2030年前后开展的木卫三探测计划也有着重要意义。欧洲空间局（European Space Agency，ESA）的冰质木卫探测器（Jupiter Icy Moon Explorer，JUICE）将携带成像光谱仪和日本国立天文台参与开发的激光高度计，对木卫三的地形进行更为详细的探测，进一步解析多重环状陨石坑的结构。届时能否成功验证此项研究结果，让我们拭目以待。

来源：牧夫天文 中国科学院国家空间科学中心