木衛(wèi)四于1610年為伽利略伽利萊首次發(fā)現(xiàn)。木衛(wèi)四是太陽系中的第三大衛(wèi)星和繼木衛(wèi)三之后的木星第二大衛(wèi)星。木衛(wèi)四的直徑為水星直徑的99%，但是質(zhì)量只有它的三分之一。在四顆伽利略衛(wèi)星中，其軌道距離木星最遠，約為188萬公里。木衛(wèi)四并不像內(nèi)層的三顆伽利略衛(wèi)星木衛(wèi)
一、木衛(wèi)二和木衛(wèi)三那般處于軌道共振狀態(tài)，所以其上并不存在明顯的潮汐熱效應(yīng)。木衛(wèi)四屬同步自轉(zhuǎn)衛(wèi)星，永遠以同一面朝向木星。由于軌道較遠，較之內(nèi)層的衛(wèi)星，木衛(wèi)四表面受到木星磁場的影響較小。木衛(wèi)四表面曾經(jīng)遭受過猛烈撞擊，其地質(zhì)年齡十分古老。由于木衛(wèi)四上沒有任何板塊運動、地震或火山噴發(fā)等地質(zhì)活動存在的證據(jù)，故天文學家認為其地質(zhì)特征主要是隕石撞擊所造成的。
木衛(wèi)四主要的地質(zhì)特征包括多環(huán)結(jié)構(gòu)、各種形態(tài)的撞擊坑、撞擊坑鏈、懸崖、山脊與沉積地形。在天文學家仔細考察后，發(fā)現(xiàn)該衛(wèi)星表面地形多變，包括位于抬升地形頂部、面積較小且明亮的冰體沉積物及環(huán)繞其四周、邊緣較平緩的地區(qū)(由較黑暗的物質(zhì)來構(gòu)成)。天文學家認為這種地形是小型地質(zhì)構(gòu)造升華所導(dǎo)致的，小型撞擊坑普遍消失，許多疙瘩地形是遺留下來的痕跡，該地形的確切年齡還未確定。木衛(wèi)四上存在一層非常稀薄的大氣，主要由二氧化碳構(gòu)成，成分可能還包括氧氣，此外木衛(wèi)四還有一個活動劇烈的電離層?？茖W家們認為木衛(wèi)四是因木星四周氣體和塵埃圓盤的吸積作用而緩慢形成的。
由于木衛(wèi)四形成過程緩慢且缺乏潮汐熱效應(yīng)，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未經(jīng)歷快速的分化。木衛(wèi)四內(nèi)部的熱對流在形成后不久就已經(jīng)開始，這種對流導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的部分分化，位于地表100至150千米深處的地下海洋與一個個比較小的巖質(zhì)內(nèi)核可能因此形成。就如同木衛(wèi)二和木衛(wèi)三一樣，也有人認為在木衛(wèi)四表面之下的咸水海洋中可能存在著外星生命。但是較之木衛(wèi)二和木衛(wèi)三來說，木衛(wèi)四上的環(huán)境顯得相對惡劣，主要是因為:缺乏可接觸的巖石物質(zhì)、來自星體內(nèi)核的熱通量較低?？茖W家特倫斯約翰森這樣論述木衛(wèi)四和其他伽利略衛(wèi)星上生命存在可能性的問題是: 構(gòu)成生命的基本材料--我們稱之為前生命時期物質(zhì)--在許多太陽系天體，如彗星、小行星和冰衛(wèi)星中含量都十分豐富。
生物學家相信液態(tài)水和熱量是支撐生命必不可少的，所以能夠在另一個天體上發(fā)現(xiàn)液態(tài)水是十分令人振奮的。
但是，對于木衛(wèi)四來說，至少在目前階段，熱量是一個大問題，它上頭的海洋主要依靠放射性元素衰變加熱，而離木星相對較近的木衛(wèi)二則能夠依靠引力潮汐產(chǎn)生更多的熱量。 西班牙科學家在26日出版的英國《自然》雜志上為木衛(wèi)四內(nèi)部的海洋提供了一個新的解釋。其計算表明，木衛(wèi)四的溫度和壓力條件使得其表面的冰層傳熱性較差，阻止了內(nèi)部熱能散失，保溫效果比人們以前認為的更好。根據(jù)計算，木衛(wèi)四地表以下150公里深處可能存在一個深20公里的巨大海洋。木星的另兩顆大衛(wèi)星木衛(wèi)二和木衛(wèi)三也可能因為類似原因而擁有地下海洋。
木衛(wèi)四是木星的第二大衛(wèi)星，直徑4800公里。1998年，伽利略號探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)顯示，木衛(wèi)四的磁場隨著木星的轉(zhuǎn)動而波動不定。對這種情況的最可能解釋是木衛(wèi)四地表下有一個含鹽的大海洋。含鹽的水能導(dǎo)電，引起木衛(wèi)四的磁場和木星的磁場相互作用而產(chǎn)生這種波動。西班牙科學家的新成果為上述猜想提供了進一步支持。
2003年，美國航空航天局針對人類未來對外太陽系的探索進行一項被稱為人類外行星探索的概念型研究。在詳細審議中將目標定位木衛(wèi)四?？茖W家們認為有可能在木衛(wèi)四表面建立一個基地，從而為太陽系更深空間的探索提供燃料支持。在木衛(wèi)四上建立基地的好處在于它的較低輻射和地質(zhì)上的穩(wěn)定性。同時它還能為進一步探索木衛(wèi)二提供便利支持，也是在木星系中設(shè)置前往更遠的外太陽系空間飛船的維修站的理想地點--在離開木衛(wèi)四之后，飛船可以通過近距離飛掠木星獲得重力助推。
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