木卫四

约 45 亿年前，在木星周围环绕亚星云中最外侧、温度最低的区域，冰质星子（水冰、岩石和金属混合）缓慢吸积形成木卫四。由于形成位置远离木星且周围物质密度较低，木卫四的吸积过程相对缓慢，撞击产生的热量有充分时间散失，内部未发生充分的岩石-冰分异。

由于地质活动几乎停滞，木卫四表面完整保留了太阳系 40 多亿年来的撞击记录。它是太阳系中陨石坑最密集的天体，任何新增的撞击都会覆盖或抹除更早的撞击坑，表面已达到「撞击饱和」状态。密布的撞击坑和深色的冰-岩混合物使其成为伽利略卫星中外观最暗、最古老的一颗。

由于形成过程缓慢且缺乏潮汐加热，木卫四内部仅发生了微弱的分异，没有形成像木卫三那样清晰的金属核心和硅酸盐幔层，而是岩石和冰在一定程度上混合分布。这解释了木卫四为何没有自身内在磁场，以及其平均密度（约 1.83 g/cm³）为伽利略卫星中最低。

约 40 亿年前，一颗直径约 100 至 200 公里的大型小行星撞击木卫四，形成了太阳系最大的多环撞击盆地之一——瓦尔哈拉（Valhalla）。其中央明亮区域直径约 600 公里，外围同心环直径可达约 3800 公里。撞击在冷硬的冰壳上产生了类似靶心的巨大断裂环，但没有引发全球性的地质活动。

伽利略号的磁场探测数据表明，木卫四冰层下方约 100 至 200 公里深处可能存在一个液态咸水海洋，其含盐量和深度可能与地球海洋相当。尽管木卫四缺乏强烈的潮汐加热，但岩石中放射性元素衰变和高压冰相的隔热作用可能足以维持这层液态水，使其成为又一颗潜在的宜居天体。

1610 年 1 月 8 日，意大利天文学家伽利略·伽利莱用自制望远镜发现木卫四及其他三颗伽利略卫星。1614 年德国天文学家西蒙·马里乌斯以希腊神话中与宙斯（即木星）相恋的宁芙仙女卡里斯托（Callisto）为其命名。

2007 年 2 月 26 日，NASA 新视野号（New Horizons）探测器在前往冥王星途中借助木星引力加速时飞掠木卫四，拍摄了木卫四表面高分辨率图像，进一步研究了撞击坑分布、反照率特征和瓦尔哈盆地的精细结构。

木卫四现为木星第二大卫星、太阳系第三大卫星，直径约 4821 公里，略小于水星。表面是太阳系最古老、陨石坑最密集的地表，反照率仅约 0.2。整体由约等量的岩石和冰构成，内部分异微弱，无自身磁场。冰层下方可能存在深约 100 公里的液态咸水海洋。由于远离木星强辐射带，木卫四被视为未来木星系统载人探测任务的理想中继基地。