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第23章 木星探索之发现（第5页）

-大小和质量：半径2631km，直径大于水星，质量约为水星的一半。

-密度和成分：密度1940kgm3，主要由硅酸盐岩石和冰体构成。

-内部结构：有金属铁芯、岩石地幔和冰壳及地下海洋三层结构。

地质特征

-地形地貌：表面有撞击坑、断裂带、山脊和凹槽等，还有相对年轻和平滑的区域。

-地质活动：内部地质活动使表面特征随时间变化，如地壳运动可能导致地形重塑。

大气与气候

-大气成分：有极其稀薄的大气，主要为氧气。

-温度：地表平均温度-160℃。

海洋特征

-存在证据：有大量液态水，水量超地球，地下海洋深度至少400千米，可能超1000公里。

-海洋环境：其海洋可能分层，各层在体积、成分和温度上有差异。

磁场特性

-磁场来源：是太阳系唯一拥有强大磁场的卫星，磁场由内部液态铁内核产生。

-磁场影响：与木星磁场叠加形成双重磁场，使两极被带电气体带环绕并形成极光。

木卫三的海洋对木星磁场的影响主要有以下几方面：

改变极光摇摆幅度

木星磁场变化会使木卫三的极光摇摆，若无海洋，理论上极光会有6度左右的摇摆，而实际哈勃望远镜观测到只有2度的摇摆，因为木卫三的盐水海洋是导电的，能抵抗木星磁场影响，从而减少极光摇摆幅度。

产生电磁相互作用

木卫三的海洋与木星磁场相互作用，当木星磁场变化时，海洋中的导电物质会因电磁感应产生感应电流和磁场，这些感应磁场与木星磁场相互叠加和干扰，改变木星磁场在木卫三附近的分布和强度。

影响磁场能量传递

海洋中的带电粒子在木星磁场作用下运动，会吸收和耗散木星磁场的能量，使木星磁场在木卫三附近的能量传递和转换过程发生变化，对木星磁场的整体能量平衡和演化产生影响。

木卫三海洋的发现主要得益于以下几个方面：

磁场探测

-伽利略号任务发现磁场：1996年，美国宇航局的伽利略号航天器发现了木卫三的磁场。这一发现为后续海洋的推测提供了关键线索，因为只有存在导电物质，如咸水海洋，才有可能产生这样的磁场。

-哈勃望远镜观测磁场波动：1998年至2015年期间，哈勃太空望远镜对木卫三进行了观测，发现其磁场存在波动。科学家通过对磁场波动的分析，进一步推测出木卫三可能存在地下海洋。

计算机模拟与数据分析

-内部结构模拟：科学家通过计算机模拟木卫三的内部结构，结合磁场等观测数据，发现只有在存在地下海洋的情况下，才能解释木卫三的磁场特征、重力数据以及表面地形等多种观测结果。

-重力数据分析：对木卫三的重力数据进行分析，可以帮助科学家了解其内部质量分布。研究发现，木卫三的重力数据与存在地下海洋的模型相符合，这为海洋的存在提供了有力的证据。

朱诺号探测器的近距离观测

2021年，朱诺号探测器近距离飞越木卫三，获得了木卫三磁场和结构的详细数据。这些数据进一步确认和完善了先前有关地下海洋的发现，使科学家对木卫三海洋的认识更加深入和准确。