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智课网TOEFL备考资料托福阅读背景知识：天文篇 摘要： 托福阅读背景知识：天文篇，托福阅读考试中经常会遇到一些关于天文学的知识，今天，济南小马过河陶钧蕾老师为大家介绍托福阅读中关于天文学的知识：木星的两颗卫星木卫三、木卫四. 木星，一个太阳系中的无冕之王.他有着伟岸的身姿，“重量级”的身份，更是身受群臣膜拜.木星的周围环绕着66颗卫星，他们就像最忠实的臣子，千万年桓古不变，拱卫在君王之旁，忠实的履行着自己的责任，千万年来，不知道为自己守护的“君王“承受过多少来自宇宙的打击，经历多少岁月的洗礼，哪怕粉身碎骨，仍然按照自己的轨迹默默地走下去，他们是最忠诚的卫士. 自从伽利略在1610年发现木卫三(英文名：Ganymede)至今400多年里，还未发现过超越他的卫星，它直径约5262公里，比行星水星和矮行星冥王星还要大，但是质量确是水星的一半，而且是迄今为止发现的太阳系中唯一拥有自己磁层的卫星，种种特征都可谓是独一无二.木卫三的表面，一部分由复杂的沟壑和山脊构成，另一部分则是密布着的陨石坑，他的地质由硅、氧化合物掺杂着多种金属构成，另外还蕴含着一些冰体.木卫三本体分层明显，地核由大量流动的熔铁构成，根据星体表面及大气等特征，推测在木卫三表面之下200千米处存在一个被夹在两层冰体之间的咸水海洋.木卫三地质年龄估计有40亿年之久;而地球的天文年龄约为45.5亿年，而天文年龄要大于地质年龄，所以我们无法分清他和地球谁大谁小. 伽利略在确定木卫三是围绕木星运行时，曾考虑过“科斯米安卫星”的名字，但最终将之命名为“美第奇卫星”.关于木卫三的命名还有好多种形式，直至20世纪中期才普遍使用“加尼美得”.在早期的天文学文献中，该卫星均以罗马数字作为指代(该体系由伽利略提出)，即被称为木卫三或“朱庇特的第三颗卫星”.后来随着土星的卫星群的发现，基于开普勒和马里乌斯建议的命名系统开始被用于指称木星的卫星.木卫三加尼美得是伽利略卫星中唯一一颗以男性人物名字命名的.希腊神话故事中加尼美得是特洛伊城的王子，因为长相异常英俊被宙斯(也就是罗马神话中的Jupiter)看中带入神界，做了一名负责倒酒的侍童.另外，中国科学史学家、天文学家席泽宗认为，这颗卫星早在前362年就由东周战国时代的天文学家甘德发现，比伽利略和马里乌斯早了两千多年.不过这种说法没有得到国际普遍的认可. 木卫三的轨道距离木星1070400公里，是伽利略卫星中距离木星第三近的，其公转周期为7天3小时.和大部分臣子与君王的关系一样，木卫三也为木星所节制，永远都以同一面面向守护的君主.它的轨道离心率很小，轨道倾角也很小，接近于木星赤道，同时在数百年的周期里，轨道的离心率和倾角还会以周期函数的形式受到太阳和木星引力影响，这种轨道的变化使得其转轴倾角在0-0.33之间变化. 木卫三和木卫二、木卫一保持着轨道共振关系：即木卫三每公转一周，木卫二即公转两周、木卫一公转四周.当木卫二位于近拱点、木卫一位于远拱点时，两者之间会出现上合现象;而当木卫二位于近拱点时，它和木卫三之间也会出现上合现象.木卫一到木卫二和木卫二到木卫三的上合位置会以相同速率移动，遂三者之间有可能出现三星上合现象.这种复杂的轨道共振被称为拉普拉斯共振.拉普拉斯共振是如何形成的.现今存在两种假说：一种认为这种状态在太阳系形成之初即已存在;另一种认为这种状态是在太阳系形成之后才发展出来的.一种可能的形成过程如下：首先是由于木星的潮汐效应，致使木卫一的轨道向外推移，直至某一点与木卫二发生2:1的轨道共振;之后其轨道继续向外推移，同时将部分的旋转力矩转移给木卫二，从而也引起了后者的轨道向外推移;这个过程持续进行，直到木卫二到达某一点，与木卫三形成2:1的轨道共振.最终三者之间的两对上合现象的位置移动速率保持一致，形成拉普拉斯共振. 木卫三的形成可能由木星环绕着的星云的吸积作用所诞生，即在木星形成之后环绕于其四周的、由气体和尘埃组成的圆盘.木卫三的吸积过程持续了大约1万年，相较于木卫四的10万年要“轻松”得多.当伽利略卫星开始形成之际，木星次星云中所含的气体成分已经相对较少;这导致了木卫四较长的吸积时间.相反，由于木卫三是紧接木星之后形成的，这时的次星云还比较浓密，所以其吸积作用所耗时间较短.相对较短的形成时间使得吸积过程中产生的热量较少逃逸，这些未逃逸的热量导致了冰体的融化和木卫三内部结构的分化：即岩石和冰体相互分开，岩石沉入星体中心形成内核.在这方面，木卫三与木卫四不同，后者由于其较长的形成时间而导致吸积热逃逸殆尽，从而无法在初期融化冰体以及分化内部结构.这一假说揭示了为何质量和构成物质如此接近的两颗卫星看起来却如此得不同. 随着人类发展和科技的进步，人们对木卫三的了解也逐渐加深，人们曾多次发射飞掠过或绕木星运行的探测器对木卫三进行了仔细勘查.其中的第一批是先驱者10号和先驱者11号，两者传回的关于木卫三的信息较少.之后旅行者1号和旅行者2号于1979年飞掠过木卫三.它们精确测定了它的大小，最终证明它的体积要大于土卫六，后者曾被认为大于前者.此外，这两艘飞船还发现了木卫三上的槽沟地形. 1995年，伽利略号进入环木星轨道.在1996年至2000年间，它共6次近距离飞掠过木卫三.这6次飞掠被命名为G1，G2，G7，G8，G28，G29.在最接近的一次飞掠G2中，伽利略号距离木卫三表面仅264千米.在1996年的G1飞掠中，它发现了木卫三的磁场.后来又发现了木卫三的地下海洋，并于2001年对外公布.伽利略号传回了大量的光谱图像，并在木卫三表面发现了数种非冰化合物.最近前往近距