木星
木星是巨行星的代表:赤道半径约为71000公里,是地球半径的11倍;体积是地球的1316倍;质量是地球质量的318倍,是其他八大行星质量总和的2.5倍。它的密度为1.33克每立方厘米,仅为地球密度的1/4。它赤道部分自转一周仅9小时50分30秒,是九大行星中自转最快的。它的赤道周长近45万公里,转一圈还不到24小时,因此它的赤道部分突出,呈扁球形的体态。
木星也有光环。木星大气层中的大红斑是一团激烈的沿逆时针方向运动的上升气流,这个气流物质中含有大量的红磷化物,所以发红。这个大红斑中足可以容纳两个地球。木星还有强大的磁场和辐射带,大气中也有极光现象。从演化体系上看,木星自己还能发射一部分光,它可能处于恒星和类地行星之间。
木星巨大的身躯和质量,将“苏梅克-利维”9号彗星拉到它的身边,并将彗核拉碎,使这些彗核碎块以约60公里每秒的速度向它陆续撞击了6天,而木星却一切如常,稳如泰山,安然无恙。
木星是被浓密气体所包围的太阳系中最大的行星,其质量是地球的318倍,体积超过地球的1300倍。它的大气主要由氢、氦、氨、甲烷组成。推测它有石质的内核。
木星的质量约为所有其他行星质量总和的两倍。如果木星质量再大一些,它的内部温度就会增高到足以使其产生热核聚变的程度,它就会转变为另一个太阳。
木星自转很快,在木星上的一天还不到10个小时。由于离心力的作用,木星赤道上有一个明显可见的隆起部分。当我们观察木星时,看到的不是一个固体表面,而是一层相当稠密的、不透明的、湍动的气体。木星飞速的自转和变化着的表面特征,使它成为最迷人的行星之一。
大红斑是木星的一个特征。它大到足以圈下三个地球。1660年人们对这块大红斑作了首次描述,300多年来,人们一直在观察它。它已经改变了颜色和形状,但它却从来没有完全消失过。目前普遍认为,它是木星上层大气中一次持久的风暴。
木星的卫星
木星的卫星有16颗,其中直径与月球相似甚至更大一些的有4颗。这4颗卫星中,最靠近木星的是爱奥(IO),之后依次是:欧罗巴(Europa),加里梅迪(Ganymede)与卡里斯脱Callisto)。
爱奥最靠近木星。它的火山活动十分强烈,其表面被火山喷出的硫及硫化物覆盖 而具有鲜艳的桔黄色。陨星的撞击作用是存在的,但是所形成的陨石坑因被火山喷发产物迅速覆盖而看不清。
爱奥的火山作用有两类。一类喷发玄武熔岩,形成盾状火山及熔岩平原。其中雷帕特拉(Ra Patera)火山具有近似于火星上奥林匹斯火山的规模,并产出很新鲜的熔岩流。另一类喷发大量硫磺及二氧化硫。火山抛出大面积的桔黄色硫磺熔体,其延展长度大的可达700千米。同时,火山喷射柱高度可达300千米,尽是硫质气体及固体。当两艘旅行者号(Voyager)宇宙飞船抵达爱奥上空时,有9个火山喷射柱正在活动。据计算,喷出的细微质点每年达106万吨,因此,形成厚度达100米的火山碎屑沉积层,只需要一百万年。
欧罗巴的表面陨石坑非常破碎,显示了出现过强烈构造破坏以及冰流沿着破裂面向上翻涌的特征。促使冰体熔化的热能很可能与木星的重力牵引作用有关。
加里梅迪的冰壳比欧罗巴的厚得多。它离木星的距离大,受木星重力牵引的影响小,因而陨石坑保存较好。然而,有的区域陨石坑数量也不多,可能也是遭受过某种作用改造的结果。加里梅迪的表面呈现出深色与浅色两种不同色调的区域。深色区受到的陨星撞击作用比浅色区强烈,很可能其形成年龄较老。浅色区有明显的沟槽、裂开以及地堑状构造,很可能是由于某种特殊类型的板块构造活动的结果。暗色区代表着古老的冰质陆地,浅色区则是年龄较轻的因冰流上涌而形成的冰质区域。
位置最远的卡里斯脱可能拥有极大的冰量,因其密度是木星卫星中最小的。它的冰壳年龄可能很老,陨石坑很多,尚未受到改造。
木星是九大行星中最大的一颗,可称得上是“九星之王”了。按距离太阳由近及远的次序排第五颗。在天文学上,把木星这类巨大的行星称为“巨行星”。木星还是天空中最亮的星星之一,其亮度仅次于金星,比最亮的恒星天狼星还亮。
在我国古代,木星曾被人们用来定岁纪年,由此而被称做“岁星”。西方天文学家称木星为“朱庇特”,朱庇特是罗马神话中的众神之王,相当于希腊神话中无所不能的宙斯。
木星是一个扁球体,它的赤道直径约为142800公里,是地球的11.2倍;体积则是地球的1316倍;而它的质量是太阳系所有行星、卫星、小行星和流星体质量总和的一倍半,也就是地球质量的318倍。 如果把地球和木星放在一起,就如同芝麻与西瓜之比一样悬殊。但木星的密度很低,平均密度仅为1.33克/立方厘米。
木星大气的成分和太阳差不多,中心温度达30000摄氏度,上层大气的温度却在零下140摄氏度左右。木星上还有很强的磁场,表面的磁场强度大约是地球磁场的10倍。木星的内部结构也与众不同,它没有固体外壳,在浓密的大气之下是液态氢组成的海洋。木星的内部是由铁和硅组成的固体核,称为木星核,温度高达30000摄氏度。
木星自转速度非常快, 赤道部分的自转周期为9小时50分30秒,是太阳系中自转最快的行星。它的自转轴几乎与轨道面相垂直。由于自转很快,星体的扁率相当大,借助望远镜,就能看出木星呈扁圆状。木星在一个椭圆轨道上以每秒13公里的速度围绕着太阳公转, 轨道的半长径约为5.2天文单位。它绕太阳公转一周约需11.86年, 所以木星的一年大约相当于地球的12年。
木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星。迄今为止我们已经发现木星有16颗卫星,它们与木星组成了一个家族:木星系。
木星是距太阳的第五颗行星,并且是太阳系九大行星中最大的一颗。按离太阳由近及远的次序为第五颗。木星是夜空中最亮的几颗星之一,仅次于金星,通常比火星亮(除火星冲日时以外),也比最亮的天狼星亮。木星的成份也比其他行星更为复杂。它的重量为1.9 E27公斤,赤道直径为142,800公里,木星的赤道半径为71,400公里,为地球的11.2倍;体积是地球的1,316倍;质量是1.9E30千克,相当于地球质量的三百多倍,是所有其他行星总质量的两倍半。平均密度相当低,只有1.33克/立方厘米。重力加速度在赤道和两极不同,赤道上为2,707厘米/平方秒,两极为2,322厘米/平方秒。木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星,木星拥有16个卫星,其中的四个(木卫四、木卫二、木卫三和木卫一)早在1610年就被伽利略发现了。1979年,“旅行者”一号发现木星也有环,但它非常昏暗,在地球上几乎看不到。木星的大气非常厚,可能它本身就像太阳那样是个气体球。木星大气的主要成份是氢和氦,以及少量的甲烷、氨、碳、氧及少量的铁、硫、水汽和其他化合物。在木星的内部,由于巨大的压力,氢原子中的电子被释放出来,仅存赤裸的质子。使氢呈现金属特性。
1979年“旅行者”一号拍摄的木星及二个卫星
纬线上色彩分明的条纹、翻腾的云层和风暴象征着木星多变的天气系统。云层图案每小时每天都在变化。“大红斑”是一个复杂的按顺时针方向运动的风暴,它于1665年被法国天文学家卡西尼发现,至今已存在了300多年了。大红斑呈蛋形,宽1400千米,长30000千米,其外缘每四至六天旋转一圈,而在中心附近,运动很小,且方向不定。在条状云层上可以发现一系列小风暴和漩涡。木星大气层的平均温度为-121摄氏度。
在木星的两极,发现了与地球上的十分相似的极光。这似乎与沿木卫一螺旋形的磁力线进入木星大气的物质有关。在木星的云层上端,也发现有与地球上类似的高空闪电。
木星在中国古代用来定岁纪年,由此把它叫做“岁星”,而西方天文学家称木星为“朱庇特”,即罗马神话中的众神之王,相当于希腊神话众星之中俨然以王者居,不可战胜的天神宙斯。
1979年拍摄的木星“大红斑”,还可以看到红斑周围美丽的波动云层
“哈勃”拍到的木星极光
伽利略发现的木星环
舒梅克列维彗星撞击木星后发出的闪光
木星的四个卫星(木卫一,木卫二,木卫三,木卫四)是伽利略于1610年发现的,称为伽利略卫星。
木卫一(Io)最引人注目,它距木星的平均距离为421600千米,形状呈球形,其直径为3630千米。木卫一上有强烈的火山活动,其中正在爆发的火山至少有9座,这意味着木卫一有一个太阳系最年轻、最活动的固体表面。由于木卫一的轨道靠近木星,受木星强大的潮汐作用,潮汐使它成为较热的卫星。
木卫二(Europa)与木星平均距离为670900千米,直径为3138千米。在木卫二岩石层上覆盖着一层厚约100千米的冰幔层,使其成为一个近于白色的星球。木卫二冰层有巨大裂缝,最大一条裂缝的最宽处有70千米,长达1600千米,深数千米。在冰隙中有无数细菌和单细胞植物生存的可能,这是未来飞船探索的主要课题。
木卫三(Ganymede)与木星的平均距离为107万千米,直径为5262千米,是太阳系中体积最大的卫星。木卫三的水和冰比木卫二更多,是一个冰冻层包起来的“谁卫星”。木卫三表面也有“海”、高地和冰峰,还密布着许多陨石坑。
木卫四(Callisto)与木星距离为1885000千米,直径为4800千米,其表面与木卫二、木卫三大致相同,是木星伽利略卫星中表面温度最高的卫星。它也有兵壳层,其表面有两个同心盆地,盆地放出奇特的亮光。
参考资料:网站太多了
木星是离太阳第五颗行星,而且是最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大2倍(地球的318倍)。
公转轨道: 距太阳 778,330,000 千米 (5.20 天文单位)
行星直径: 142,984 千米 (赤道)
质量: 1.900e27 千克
木星(a.k.a. Jove; 希腊人称之为 宙斯)是上帝之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是Cronus(土星)的儿子。
木星是天空中第四亮的物体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些),早在史前木星就已被人类所知晓。根据伽利略1610年对木星四颗卫星:木卫一,木卫二,木卫三和木卫四(现常被称作伽利略卫星)的观察,它们是不以地球为中心运转的第一个发现,也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据;由于伽利略直言不讳地支持哥白尼的理论而被宗教裁判所逮捕,并被强迫放弃自己的信仰,关在监狱中度过了余生。
木星在1973年被先锋10号首次拜访,后来又陆续被先锋11号,旅行者1号,旅行者2号和Ulysses号考查。目前,伽利略号飞行器正在环绕木星运行,并将在以后的两年中不断发回它的有关数据。
气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大(我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径)。我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高。
木星由90%的氢和10%的氦(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成。这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似。土星有一个类似的组成,但天王星与海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了。
我们得到的有关木星内部结构的资料(及其他气态行星)来源很不直接,并有了很长时间的停滞。(来自伽利略号的木星大气数据只探测到了云层下150千米处。)
木星可能有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量。
内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态金属氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿巴压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是)。液态金属氢由离子化的质子与电子组成(类似于太阳的内部,不过温度低多了)。在木星内部的温度压强下,氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰。
最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成,它们在内部是液体,而在较外部则气体化了,我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处。水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿。
云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰,铵水硫化物和冰水混合物。然而,来自伽利略号的证明的初步结果表明云层中这些物质极其稀少(一个仪器看来已检测了最外层,另一个同时可能已检测了第二外层)。但这次证明的地表位置十分不同寻常--基于地球的望远镜观察及更多的来自伽利略号轨道飞船的最近观察提示这次证明所选的区域很可能是那时候木星表面最温暖又是云层最少的地区。
来自伽利略号的大气层数据同样证明那里的水比预计的少得多,原先预计木星大气所包含的氧是目前太阳的两倍(算上充足的氢来生成水),但目前实际集中的比太阳要少。另外一个惊人的消息是大气外层的高温和它的密度。
木星和其他气态行星表面有高速飓风,并被限制在狭小的纬度范围内,在连近纬度的风吹的方向又与其相反。这些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带,支配着行星的外貌。光亮的表面带被称作区(zones),暗的叫作带(belts)。这些木星上的带子很早就被人们知道了,但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次发现。伽利略号飞船发回的数据表明表面风速比预料的快得多(大于400英里每小时),并延伸到根所能观察到的一样深的地方,大约向内延伸有数千千米。木星的大气层也被发现相当紊乱,这表明由于它内部的热量使得飓风在大部分急速运动,不像地球只从太阳处获取热量。
木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤纷的视觉效果,但是其详情仍无法知晓。
色彩的变化与云层的高度有关:最低处为蓝色,跟着是棕色与白色,最高处为红色。我们通过高处云层的洞才能看到低处的云层。
木星表面的大红斑早在300年前就被地球上的观察所知晓(这个发现常归功于卡西尼,或是17世纪的Robert Hooke)。大红斑是个长25,000千米,跨度12,000千米的椭圆,总以容纳两个地球。其他较小一些的斑点也已被看到了数十年了。红外线的观察加上对它自转趋势的推导显示大红斑是一个高压区,那里的云层顶端比周围地区特别高,也特别冷。类似的情况在土星和海王星上也有。目前还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间。
木星向外辐射能量,比起从太阳处收到的来说要多。木星内部很热:内核处可能高达20,000开。该热量的产量是由开尔文-赫尔姆霍兹原理生成的(行星的慢速重力压缩)。(木星并不是像太阳那样由核反应产生能量,它太小因而内部温度不够引起核反应的条件。)这些内部产生的热量可能很大地引发了木星液体层的对流,并引起了我们所见到的云顶的复杂移动过程。土星与海王星在这方面与木星类似,奇怪的是,天王星则不。
木星与气态行星所能达到的最大直径一致。如果组成又有所增加,它将因重力而被压缩,使得全球半径只稍微增加一点儿。一颗恒星变大只能是因为内部的热源(核能)关系,但木星要变成恒星的话,质量起码要再变大80倍。
木星有一个巨型磁场,比地球的大得多,磁层向外延伸超过6.5e7千米(超过了土星的轨道!)。(小记:木星的磁层并非球状,它只是朝太阳的方向延伸。)这样一来木星的卫星便始终处在木星的磁层中,由此产生的一些情况在木卫一上有了部分解释。不幸的是,对于未来太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号设计的专家来说,木星的磁场在附近的环境捕获的高能量粒子将是一个大障碍。这类辐射类似于,不过大大强烈于,地球的电离层带的情况。它将马上对未受保护的人类产生致命的影响。
伽利略号号飞行器对木星大气的探测发现在木星光环和最外层大气层之间另存在了一个强辐射带,大致相当于电离层辐射带的十倍强。惊人的是,新发现的带中含有来自不知何方的高能量氦离子。
木星有一个同土星般的光环,不过又小又微弱。(右图)它们的发现纯属意料之外,只是由于两个旅行者1号的科学家一再坚持航行10亿千米后,应该去看一下是否有光环存在。其他人都认为发现光环的可能性为零,但事实上它们是存在的。这两个科学家想出的真是一条妙计啊。它们后来被地面上的望远镜拍了照。
不像土星的,木星的光环较暗(反照率为0.05)。它们由许多粒状的岩石质材料组成。
木星光环中的粒子可能并不是稳定地存在(由大气层和磁场的作用)。这样一来,如果光环要保持形状,它们需被不停地补充。两颗处在光环中公转的小卫星:木卫十六和木卫十七,显而易见是光环资源的最佳候选人。
在1994年7月,苏梅克-列维 9号彗星碰撞木星,具有惊人的现象。甚至用业余望远镜都能清楚地观察到表面的现象。碰撞残留的碎片在近一年后还可由哈博望远镜观察到。
在夜空中,木星是空中最亮的一颗星星(仅次于金星,但金星在夜空中往往不可见)。四个伽利略的卫星用双筒望远镜可很容易的观察到;木星表面的带子和大红斑可由小型天文望远镜观测。迈克哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置。越来越多的细节,越来越好的图表将被如灿烂星河这样的天文程序来发现和完成。
参考资料:||http://bbs.cn.yimg.com/user_img/200607/01/aa***********_1306070105537.jpg
木星是太阳系中最惹人注目的一颗行星,它是行星九兄弟中的老大---个儿最大。它的亮度仅次于金星。中国古代把它叫做“岁星”,用它来纪年,因为已经知道它的公转周期近于12年。西方则称木星为“朱庇特(Jupiter)”,即罗马神话中的主神。相当于希腊神话中的王者---天神宙斯。
木星直径约为14.3万千米,是地球直径的11.25倍,体积为地球的1316倍,而质量为所有其他行星的2.5倍。木星的平均密度相当低,仅1.33克/立方厘米。其绕太阳公转一周约12年,而自转一周仅要近10小时。由于它自转太快,致使星体变扁,其赤道半径与极半径相差5000千米之多。木星没有固体外壳,它是一颗由液态氢组成的液态星球。
木星内部是由铁和硅组成的固体核,称为木星核,温度高达30000℃。木星核的外部绝大部分是氢,液态的氢分子 层与液态的金属层合称为木星幔。木星幔的外面是木星的大气层,其大气厚度有1000千米,几乎全由氢和氦构成,只有微量的甲烷、氨和水汽。木星大气中的甲烷具有吸收紫外线的作用。木星大气中还有十分强烈和频繁的闪电现象,平均每年约有250次。木星大气浓密,有一系列与赤道平行的明暗交替分布的云带,亮的叫带,暗的叫带纹。其中最引人注目的是位于木星南热带内的大红斑,它呈蛋形,长20000千米,宽11000千米。
木星表面的磁场强度大约是地球的10倍,且其方向与地球的正好相反。木星具有极光现象,它是除地球以外第二个发现有极光现象的天体。
1979年3月4日“旅行者1号”空间探测器飞过木星附近时发现木星像土星一样有光环,其宽度有6500千米,厚30千米,是由很多黑色石块组成。木星是太阳系中除天王星和土星外拥有卫星最多的大行星,至今已发现16颗,其中最亮的4颗是伽利略第一次用望远镜分辨出来的,故叫做伽利略卫星。其实早在春秋时代我国的甘德和石申就已经发现了其中之一,称之为同盟。
木星和它的伽利略卫星(海盗1号飞船照片)
木星(右上)、伊奥(Io, 左上)、欧罗巴(Europa,中)、嘉里美(Ganymede, 左下)和卡利斯托(Callisto, 右下)
总之,木星的魅力是巨大的,它将使越来越多的人为它所着迷。
木 星 的 带 纹
木星在众行星中有着突出的特点:质量大、体积大。它的质量是太阳系中其它8颗行星加在一起的二倍半,相当于地球的1316倍。如果把地球和木星放在一起,就如同芝麻和西瓜之比一样悬殊。
木星
木星4个多月的云带变化
木星虽然巨大无比,但它的自转速度却是太阳系中最快的。自转周期为9小时50分30秒。如此快速的自转周期在木星表面造成了极其复杂的花纹图案,促使气流与赤道平行,产生了巨大的离心力,两极相对扁平,赤道隆起,并出现与赤道平行的云带。木星的云带可分为好几层,云带的颜色和温度不同,有明暗带的区分。亮区的云层由氨冰组成,颜色鲜明,叫做带;暗区的云层由氨化物组成,叫做带纹。氨化物有各种颜色:白色、橙色、褐色,但大部分是红棕色。
木 星 的 卫 星
木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星,目前已发现有16颗卫星,它们连同木星一起组成了木星系。它们像一串珍珠似地围绕着主宰它们的天神--木星旋转着。
木星的伽利略卫星
木星与它的伽利略卫星
1610年1月,伽利略发现木星的最亮4颗卫星。由此它们被命名为伽利略卫星。它们环绕在离木星40~190万千米的轨道带上,由内而外依次是伊奥、欧罗巴、嘉里美和卡利斯托,它们分别被简称为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。
木星的卫星
——伊奥与欧罗巴
木星大红斑与
伽利略卫星的“合家欢”
木 卫 一
木卫一是16颗卫星中最著名的一颗,离木星很近,平均距离约42万千米。它的直径约3640千米,密度和大小有些类似月球,呈球状,整个表面光滑而干燥,有开阔的平原、起伏的山脉和绵延数千千米、宽百余千米的大峡谷,还有许多火山盆地。它的颜色特别地鲜红,可能是太阳系中最红的天体。它的上空由稀薄的二氧化硫大气及钠云所包围,并有很频繁的火山活动。“旅行者1号”探测器在木卫一的表面共发现了9座火山,火山的喷发高度为70~300千米,喷发速度平均为1000米/秒,比地球上任何一次火山爆发都大。木卫一是迄今在太阳系中所观测到的火山活动最为频繁和激烈的天体。这一发现给天文学家对太阳系天体的研究提供了新的启示。
木 卫 二
木卫二体积比月球小,但密度和月球差不多。它的表面非常光滑,被大量的冰覆盖着的,所以从望远镜中看是一颗显得非常明亮的天体。木卫二的另一特征是冰面上布满了许多纵横交错、密如蛛网的明暗条纹,很可能是冰层的裂缝。在木卫二的表面覆盖一层50千米厚的海洋,海洋的上面又覆盖着一层约5千米厚的冰层,也许这就是木卫二的表面如此光滑、反照率又这么高的原因。有人认为它上面可能存在生命。
木 卫 三
木卫三可算是木星的“长子”及太阳的“长孙”,因为它的个头在卫星中最大。它的体积比水星还大,表面呈黄色,可分为盖满冰层的明亮区和冰上堆积着岩质灰尘的黑暗区,并有几处横向错开的断层、线状地形、互相平行的山脊与深沟。这些线状地形互相重叠,显示它们形成的年代不同。可见,木卫三可能曾经发生过类似地球的板块活动。
木 卫 四
木卫四浑身长满“疙瘩”--陨石坑。最明显的特征是一个像牛眼似的白色核心,外面被一层圆环包围着,类似同心圆盆地,直径达600~1500千米。木卫四除了“疙瘩”以外没有其它特殊地形,因而推断它是太阳系中最古老的卫星表面,在很早以前就终止了内部活动。通过对伽利略卫星的研究,我们对太阳系可以有更新的认识。
木星是九大行星中最大的一颗,可称得上是“九星之王”了。按距离太阳由近及远的次序排第五颗。在天文学上,把木星这类巨大的行星称为“巨行星”。木星还是天空中最亮的星星之一,其亮度仅次于金星.
木星是一个扁球体,它的赤道直径约为142800公里,是地球的11.2倍;体积则是地球的1316倍;而它的质量是太阳系所有行星、卫星、小行星和流星体质量总和的一倍半,也就是地球质量的318倍。 如果把地球和木星放在一起,就如同芝麻与西瓜之比一样悬殊。但木星的密度很低,平均密度仅为1.33克/立方厘米。
木星大气的成分和太阳差不多,中心温度达30000摄氏度,上层大气的温度却在零下140摄氏度左右。木星上还有很强的磁场,表面的磁场强度大约是地球磁场的10倍。木星的内部结构也与众不同,它没有固体外壳,在浓密的大气之下是液态氢组成的海洋。木星的内部是由铁和硅组成的固体核,称为木星核,温度高达30000摄氏度。
木星自转速度非常快, 赤道部分的自转周期为9小时50分30秒,是太阳系中自转最快的行星。它的自转轴几乎与轨道面相垂直。由于自转很快,星体的扁率相当大,借助望远镜,就能看出木星呈扁圆状。木星在一个椭圆轨道上以每秒13公里的速度围绕着太阳公转, 轨道的半长径约为5.2天文单位。它绕太阳公转一周约需11.86年, 所以木星的一年大约相当于地球的12年。
木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星。迄今为止我们已经发现木星有16颗卫星,它们与木星组成了一个家族:木星系。
木星
丰宴之旅
木星是离太阳第五颗行星,而且是最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大2倍(地球的318倍)。
公转轨道: 距太阳 778,330,000 千米 (5.20 天文单位)
行星直径: 142,984 千米 (赤道)
质量: 1.900e27 千克
木星(a.k.a. Jove; 希腊人称之为 宙斯)是上帝之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是Cronus(土星)的儿子。
木星是天空中第四亮的物体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些),早在史前木星就已被人类所知晓。根据伽利略1610年对木星四颗卫星:木卫一,木卫二,木卫三和木卫四(现常被称作伽利略卫星)的观察,它们是不以地球为中心运转的第一个发现,也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据;由于伽利略直言不讳地支持哥白尼的理论而被宗教裁判所逮捕,并被强迫放弃自己的信仰,关在监狱中度过了余生。
木星在1973年被先锋10号首次拜访,后来又陆续被先锋11号,旅行者1号,旅行者2号和Ulysses号考查。目前,伽利略号飞行器正在环绕木星运行,并将在以后的两年中不断发回它的有关数据。
气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大(我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径)。我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高。
木星由90%的氢和10%的氦(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成。这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似。土星有一个类似的组成,但天王星与海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了。
我们得到的有关木星内部结构的资料(及其他气态行星)来源很不直接,并有了很长时间的停滞。(来自伽利略号的木星大气数据只探测到了云层下150千米处。)
木星可能有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量。
内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态金属氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿巴压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是)。液态金属氢由离子化的质子与电子组成(类似于太阳的内部,不过温度低多了)。在木星内部的温度压强下,氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的“冰”。
最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成,它们在内部是液体,而在较外部则气体化了,我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处。水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿。
云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰,铵水硫化物和冰水混合物。然而,来自伽利略号的证明的初步结果表明云层中这些物质极其稀少(一个仪器看来已检测了最外层,另一个同时可能已检测了第二外层)。但这次证明的地表位置十分不同寻常(左图)--基于地球的望远镜观察及更多的来自伽利略号轨道飞船的最近观察提示这次证明所选的区域很可能是那时候木星表面最温暖又是云层最少的地区。
来自伽利略号的大气层数据同样证明那里的水比预计的少得多,原先预计木星大气所包含的氧是目前太阳的两倍(算上充足的氢来生成水),但目前实际集中的比太阳要少。另外一个惊人的消息是大气外层的高温和它的密度。
木星和其他气态行星表面有高速飓风,并被限制在狭小的纬度范围内,在连近纬度的风吹的方向又与其相反。这些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带,支配着行星的外貌。光亮的表面带被称作区(zones),暗的叫作带(belts)。这些木星上的带子很早就被人们知道了,但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次发现。伽利略号飞船发回的数据表明表面风速比预料的快得多(大于400英里每小时),并延伸到根所能观察到的一样深的地方,大约向内延伸有数千千米。木星的大气层也被发现相当紊乱,这表明由于它内部的热量使得飓风在大部分急速运动,不像地球只从太阳处获取热量。
木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤纷的视觉效果,但是其详情仍无法知晓。
色彩的变化与云层的高度有关:最低处为蓝色,跟着是棕色与白色,最高处为红色。我们通过高处云层的洞才能看到低处的云层。
木星表面的大红斑早在300年前就被地球上的观察所知晓(这个发现常归功于卡西尼,或是17世纪的Robert Hooke)。大红斑是个长25,000千米,跨度12,000千米的椭圆,总以容纳两个地球。其他较小一些的斑点也已被看到了数十年了。红外线的观察加上对它自转趋势的推导显示大红斑是一个高压区,那里的云层顶端比周围地区特别高,也特别冷。类似的情况在土星和海王星上也有。目前还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间。
木星向外辐射能量,比起从太阳处收到的来说要多。木星内部很热:内核处可能高达20,000开。该热量的产量是由开尔文-赫尔姆霍兹原理生成的(行星的慢速重力压缩)。(木星并不是像太阳那样由核反应产生能量,它太小因而内部温度不够引起核反应的条件。)这些内部产生的热量可能很大地引发了木星液体层的对流,并引起了我们所见到的云顶的复杂移动过程。土星与海王星在这方面与木星类似,奇怪的是,天王星则不。
木星与气态行星所能达到的最大直径一致。如果组成又有所增加,它将因重力而被压缩,使得全球半径只稍微增加一点儿。一颗恒星变大只能是因为内部的热源(核能)关系,但木星要变成恒星的话,质量起码要再变大80倍。
木星有一个巨型磁场,比地球的大得多,磁层向外延伸超过6.5e7千米(超过了土星的轨道!)。(小记:木星的磁层并非球状,它只是朝太阳的方向延伸。)这样一来木星的卫星便始终处在木星的磁层中,由此产生的一些情况在木卫一上有了部分解释。不幸的是,对于未来太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号设计的专家来说,木星的磁场在附近的环境捕获的高能量粒子将是一个大障碍。这类“辐射”类似于,不过大大强烈于,地球的电离层带的情况。它将马上对未受保护的人类产生致命的影响。
伽利略号号飞行器对木星大气的探测发现在木星光环和最外层大气层之间另存在了一个强辐射带,大致相当于电离层辐射带的十倍强。惊人的是,新发现的带中含有来自不知何方的高能量氦离子。
木星有一个同土星般的光环,不过又小又微弱。(右图)它们的发现纯属意料之外,只是由于两个旅行者1号的科学家一再坚持航行10亿千米后,应该去看一下是否有光环存在。其他人都认为发现光环的可能性为零,但事实上它们是存在的。这两个科学家想出的真是一条妙计啊。它们后来被地面上的望远镜拍了照。
不像土星的,木星的光环较暗(反照率为0.05)。它们由许多粒状的岩石质材料组成。
木星光环中的粒子可能并不是稳定地存在(由大气层和磁场的作用)。这样一来,如果光环要保持形状,它们需被不停地补充。两颗处在光环中公转的小卫星:木卫十六和木卫十七,显而易见是光环资源的最佳候选人。
在1994年7月,苏梅克-列维 9号彗星碰撞木星,具有惊人的现象(左图)。甚至用业余望远镜都能清楚地观察到表面的现象。碰撞残留的碎片在近一年后还可由哈博望远镜观察到。
在夜空中,木星是空中最亮的一颗星星(仅次于金星,但金星在夜空中往往不可见)。四个伽利略的卫星用双筒望远镜可很容易的观察到;木星表面的带子和大红斑可由小型天文望远镜观测。迈克哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置。越来越多的细节,越来越好的图表将被如灿烂星河这样的天文程序来发现和完成。
木星的卫星
木星有16颗已知卫星,4颗大伽利略发现的卫星,12颗小的。
由于伽利略卫星产生的引潮力,木星运动正逐渐地变缓。同样,相同的引潮力也改变了卫星的轨道,使它们慢慢地逐渐远离木星。
木卫一,木卫二,木卫三由引潮力影响而使公转共动关系固定为1:2:4,并共同变化。木卫四也是这其中一个部分。在未来的数亿年里,木卫四也将被锁定,以木卫三的两倍公转周期,木卫一的八倍来运行。
木星的卫星由宙斯一生中所接触过的人来命名(大多是他的情人)。
卫星 距离
(千米) 半径
(千米) 质量
(千克) 发现者 发现日期
木卫十六 128000 20 9.56e16 Synnott 1979
木卫十五 129000 10 1.91e16 Jewitt 1979
木卫五 181000 98 7.17e18 Barnard 1892
木卫十四 222000 50 7.77e17 Synnott 1979
木卫一 422000 1815 8.94e22 伽利略 1610
木卫二 671000 1569 4.80e22 伽利略 1610
木卫三 1070000 2631 1.48e23 伽利略 1610
木卫四 1883000 2400 1.08e23 伽利略 1610
木卫十三 *********** 8 5.68e15 Kowal 1974
木卫六 *********** 93 9.56e18 Perrine 1904
木卫十 *********** 18 7.77e16 Nicholson 1938
木卫七 *********** 38 7.77e17 Perrine 1905
木卫十二 *********** 15 3.82e16 Nicholson 1951
木卫十一 *********** 20 9.56e16 Nicholson 1938
木卫八 *********** 25 1.91e17 Melotte 1908
木卫九 *********** 18 7.77e16 Nicholson 1914
较小卫星的数值是约值。
木星的光环
光环 距离
(千米) 宽度
(千米) 质量
(千克)
Halo 100000 22800 ?
Main 122800 6400 1e13
Gossamer 129200 850000 ?
(距离是指从木星中心到光环内侧边缘)
更多的有关木星及其卫星的站点
更多的木星图片
来自 ASU
来自 LANL
来自 JPL
来自 RPIF
来自 StarDate
来自 RGO
来自 NSSDC
来自 TPS
来自 NASA Spacelink
旅行者号木星科学概要
Galileo Education and Public Outreach (包括最新图片)
木星光环系统
木星项目 来自 TAMU
木星热线, NASA 的关于伽利略号的教育信息
伽利略卫星的探索
朱比特神的系统命名表
初步的!伽利略号探测结果 来自 JPL 和 ARC 及 LANL
伽利略号探测任务 "快速探索"的科学概要 1/25/96 来自 ARC
伽利略号科学报告 3/18/96
未知点
伽利略号的大气探测提供给了我们直接的木星大气的测量数据和第一份气态行星的化学数据。初步数据留给了我们一个新秘密--为什么木星大气中的水那么少? 有关方面指出探测区正巧是木星上的干燥区,所以更多的信息仍旧需要。
带状的风到底向下延伸了多少?是什么机理造成了这些?
为什么大红斑那持续存在?这里有几个理论模型似乎有些道理,我们需要更多的数据来选择其中一个。
我们怎样才能获到木星内部的直接信息?液态金属氢已在劳伦斯里佛摩国家实验室的实验室中获得,但它的属性仍旧未知。
为什么木星的光环那么暗,而土星的那么亮?
参考资料:google