カリスト (衛星)
カリストの電離圏はガリレオのフライバイの際に初めて検出された。検出された電子密度は (7-17)×10 cm であり、これは大気中の二酸化炭素の光電離だけでは説明ができない値であった。そのため、カリストの大気は酸素分子が主要な成分であり、二酸化炭素の 10〜100 倍程度の酸素分子が存在するのではないかと疑われた時期もあった。しかし酸素はカリストの大気中からはまだ直接検出されていない。ハッブル宇宙望遠鏡を用いた観測では、酸素が検出されなかったことから大気中の酸素濃度に上限値が与えられた。この上限値は電離圏の測定結果と矛盾しないものである。この時同時に、ハッブル宇宙望遠鏡はカリスト表面にとらわれている凝縮した酸素を検出している。
2001年のハッブル宇宙望遠鏡の観測データの最近の解析から、カリストの大気中に水素原子も検出されている。2001年12月15日と24日に撮影された分光観測の画像が再解析され、水素コロナの存在を示唆するかすかな散乱光の存在が明らかになった。カリストの水素コロナにおける太陽光の散乱光の明るさは、先行半球を観測している際はおよそ2倍明るくなった。しかしこの先行半球と後行半球での明るさの違いは、地球の周囲にある地球コロナによる減光によって引き起こされている可能性が高いとされている。
かつてのカリストの表面は、太陽系内で最も衝突クレーターが多いものの一つであった。実際に、表面のクレーター密度は飽和状態に近く、新しいクレーターが形成される度にそれによって古いクレーターが消えるという傾向にある。大スケールでの地質は比較的単純であり、大きな山脈や火山、その他の内因性の地殻変動の特徴はカリストには見られない。表面に見られる唯一の大きな地形は、破砕と断崖と堆積物を伴った衝突クレーターと多重リング構造である
カリストの表面は地質学的に異なる複数の領域に分割できる。クレーター平原、明るい平原、明るい滑らかな平原と暗く滑らかな平原、特徴的な多重リング構造と衝突クレーターを伴った構造である。クレーター平原は表面の大部分を覆っており、氷と岩石の混合物からなる古いリソスフェアからなっている。明るい平原は、ブル (Burr) やロフンと言った明るい衝突クレーターや、パリンプセストと呼ばれる古い大きなクレーターの残部、多重リング構造の中心部、クレーター平原の中に孤立した領域からなる。これらの明るい平原は氷主体の衝突堆積物だと考えられる。明るい滑らかな平原はカリスト表面の小さい割合を占めており、ヴァルハラ (Valhalla) やアスガード (Asgard) と言った構造の縁や溝に見られ、またクレーター平原の中に孤立した斑点としても見られる。これらの地形は衛星の内部活動と関連していると考えられていたが、ガリレオによる高分解能の画像ではこれらの領域は大規模に破壊されたこぶ状の地形と関連しており、また表面が再形成されたことを示すいかなる証拠も見られなかった。
ガリレオの画像では小さく暗い滑らかな領域の全面積は 10,000 km 以下であることが明らかになり、また周囲の地形を取り囲むように分布していることが明らかになった。これらは氷火山の堆積物であるかもしれない。明るい平原といくつかの滑らかな平原は比較的若く、周囲のクレーター平原と比べるとクレーターの個数が少ない。
カリストに見られるクレーターの大きさは、解像度の限界である直径 0.1 km のものから、多重リング構造を除くと 100 km を超えるものまで存在する。直径が 5 km 以下の小さいクレーターは、単純なお椀状の構造か、底が平坦な形状を持つ。5〜40 km のものは一般に中央丘を持つ。直径が 25〜100 km になる大きな衝突クレーターの場合、ティンドル (Tindr) クレーターのように中央丘の代わりに中心部には穴が見られる。直径が 60 km を超える最大級のクレーターは中心にドーム状の地形を持つものがあり、これはクレーター形成後の構造隆起によって形成されたものであると考えられている。このような構造を持つクレーターとして、ドフ (Doh) やハル (Hár) クレーターがある。直径が 100 km を超える数少ない非常に大きなクレーターと明るい衝突クレーターは、異様なドーム状の構造を持つ。これらは異様に浅い構造をしており、ロフンクレーターのように多重リング構造への遷移の途中であると考えられる。カリストのクレーターは、月に見られるものよりも一般に浅い。
カリストの表面に見られる最も大きい衝突地形は多重リング構造である。特に大きなものは2つある。
探査機ガリレオと地上望遠鏡による高分散の近赤外線と紫外線スペクトルの観測からは、氷以外の様々な物質の存在も明らかになっている。検出が報告されている物質には、マグネシウムや鉄を含んだケイ酸塩水和物、二酸化炭素、二酸化硫黄であり、またアンモニアと多数の有機化合物も存在する可能性が報告されている。スペクトルデータからは、カリストの表面は小さいスケールでは極めて一様であることが示唆されている。純粋な水の氷からなる小さく明るい斑点が、岩石と氷の混合物からなる領域と氷ではない物質からなる広がった暗い領域の中に混在している。
カリストの表面は非対称的である。先行半球は後行半球よりも暗い色をしている。これは他のガリレオ衛星とは逆の特徴である。カリストの後行半球は二酸化炭素が豊富であり、一方で先行半球は二酸化硫黄がより豊富なように思われる。ロフン (Lofn) クレーターなどの多くの新しいクレーターは二酸化炭素が豊富に存在している。全体としては、表面の化学組成、特に暗い領域では、炭素質の表面を持っているD型小惑星のものと近いと考えられている。
カリストの地形一覧
惑星地質学
カリストのクレーターの一覧(英語版)