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太陽系質量最大的行星
0 票數:0 #宇宙之最#
太陽系質量最大的行星是木星。木星(Jupiter),是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星,從內向外的第五顆行星。它的質量為太陽的千分之一,是太陽系中其它七大行星質量總和的2.5倍。木星與土星、天王星、海王星皆屬氣體行星,因此四者又合稱類木行星(木星和土星合稱巨行星)。木星是一個氣態巨行星,主要由氫組成,其次為氦,占總質量的25%,占所有太陽系行星的70%巖核則含有其他較重的元素。
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結構組成

木(mu)星是(shi)一個(ge)巨大(da)的(de)(de)液態(tai)氫星體(ti)。隨著深度的(de)(de)增加千米處,液態(tai)氫在高壓和高溫形成(cheng)。據(ju)推測,木(mu)星的(de)(de)中心是(shi)一個(ge)含硅(gui)酸鹽和鐵等物質組成(cheng)的(de)(de)核區,物質組成(cheng)與(yu)密度呈連(lian)續過渡。

木星(xing)是四(si)個(ge)(ge)氣體行(xing)(xing)星(xing)(又稱類(lei)木行(xing)(xing)星(xing))中(zhong)(zhong)(zhong)的一個(ge)(ge):即不以固體物(wu)質為主要組(zu)成的行(xing)(xing)星(xing),它是太(tai)陽系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)體積最大的行(xing)(xing)星(xing),赤道直徑為142984千米。木星(xing)的密度為1.326 g/cm3,在(zai)氣體行(xing)(xing)星(xing)中(zhong)(zhong)(zhong)排行(xing)(xing)第二,但遠低(di)于太(tai)陽系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)四(si)個(ge)(ge)類(lei)地行(xing)(xing)星(xing)。

組成成分

木星(xing)的(de)(de)高層大(da)氣是由(you)體(ti)(ti)積或(huo)氣體(ti)(ti)分子百分率(lv)約88-92%的(de)(de)氫(qing)和(he)約8-12%的(de)(de)氦所組成。由(you)于氦原(yuan)子的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)是氫(qing)原(yuan)子的(de)(de)四(si)倍(bei),探討木星(xing)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)組成時比例會有所改變:大(da)氣層中氫(qing)和(he)氦分別(bie)占了總(zong)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)75%及24%,余的(de)(de)1%為其(qi)他元素(su),包括微(wei)量(liang)(liang)的(de)(de)甲烷、水蒸氣、氨以及硅的(de)(de)化合物(wu)。另外(wai)(wai)木星(xing)也含有微(wei)量(liang)(liang)的(de)(de)碳、乙烷、硫(liu)化氫(qing)、氖(nai)、氧、磷化氫(qing)、硫(liu)等物(wu)質(zhi)。大(da)氣最外(wai)(wai)層有冷凍(dong)的(de)(de)氨的(de)(de)晶體(ti)(ti)。木星(xing)上(shang)也透過(guo)紅外(wai)(wai)線(xian)及紫外(wai)(wai)線(xian)測量(liang)(liang)發現微(wei)量(liang)(liang)苯和(he)烴的(de)(de)存在。

木(mu)星(xing)大(da)氣層中氫和氦的(de)比例(li)非常接近原始(shi)太陽(yang)星(xing)云的(de)理論組成(cheng)(cheng),然(ran)而,木(mu)星(xing)大(da)氣中的(de)惰(duo)性(xing)氣體是太陽(yang)的(de)二至三(san)倍,高(gao)層大(da)氣中的(de)氖只(zhi)占了總質(zhi)量的(de)百萬分之二十,約為太陽(yang)比例(li)的(de)十分之一,氦也幾乎耗盡,但(dan)仍(reng)有太陽(yang)中氦的(de)比例(li)的(de)80%。這(zhe)個差距可能(neng)是由于元素降水至行星(xing)內部(bu)所造成(cheng)(cheng)。

由光譜(pu)學分(fen)析(xi)而言(yan),土(tu)星(xing)(xing)(xing)被認為和(he)木星(xing)(xing)(xing)的(de)組成最為相似,但另外(wai)的(de)氣體行星(xing)(xing)(xing)、天王星(xing)(xing)(xing)與海王星(xing)(xing)(xing)相較(jiao)之(zhi)下(xia)所含氫和(he)氦的(de)比(bi)例較(jiao)低,由于(yu)沒(mei)有太空船(chuan)實(shi)際深入大氣層的(de)分(fen)析(xi),除了木星(xing)(xing)(xing)之(zhi)外(wai)的(de)行星(xing)(xing)(xing)至今仍(reng)沒(mei)有重元素數量(liang)的(de)精(jing)確數據(ju)。

質量大小

木星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)其他行(xing)星(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)總和的(de)(de)(de)2.5倍,由于它(ta)(ta)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)如此(ci)巨大,因(yin)此(ci)太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)心(xin)落在太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)表面之(zhi)(zhi)外,距離太(tai)陽(yang)(yang)中心(xin)1.068太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)(ban)徑(jing)(jing)。雖然(ran)木星(xing)的(de)(de)(de)直徑(jing)(jing)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)(de)11倍,非(fei)常巨大,但是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)密(mi)度很低,所以木星(xing)的(de)(de)(de)體積是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)(de)1,321倍,但質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)只是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)(de)318倍。木星(xing)的(de)(de)(de)半(ban)(ban)徑(jing)(jing)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)(ban)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)十分之(zhi)(zhi)一,質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)千分之(zhi)(zhi)一,所以兩者的(de)(de)(de)密(mi)度是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)相似的(de)(de)(de)。"木星(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)"(MJ或MJup)通(tong)常被(bei)做為(wei)描述(shu)其它(ta)(ta)天(tian)體,特(te)別是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)系(xi)外行(xing)星(xing)和棕矮星(xing),的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)單位(wei)。因(yin)此(ci),例(li)如系(xi)外行(xing)星(xing)HD 209458 b的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)0.69MJup,而仙女座κb的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)12.8MJup。

理論(lun)模(mo)型顯(xian)(xian)示如果木星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)比現在更大,而不是(shi)僅有目前(qian)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang),它將會(hui)(hui)繼(ji)續(xu)收縮(suo)。質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)上的(de)(de)(de)些許改變,不會(hui)(hui)讓(rang)木星(xing)的(de)(de)(de)半(ban)徑有明顯(xian)(xian)的(de)(de)(de)變化(hua),大約要在500地球質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(1.6MJup)才會(hui)(hui)有明顯(xian)(xian)的(de)(de)(de)改變。盡管隨(sui)著質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),內部(bu)會(hui)(hui)因為(wei)壓力(li)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而縮(suo)小體(ti)積。結果是(shi),木星(xing)被(bei)認為(wei)是(shi)一顆(ke)幾乎達(da)到了(le)行星(xing)結構和演化(hua)史(shi)所能決定的(de)(de)(de)最大半(ban)徑。隨(sui)著質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),收縮(suo)的(de)(de)(de)過程會(hui)(hui)繼(ji)續(xu)下去(qu),直到達(da)到可察覺的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)形成質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang),大約是(shi)50MJup的(de)(de)(de)高質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)棕矮星(xing)。

然(ran)而,需要75倍的(de)(de)(de)木(mu)星質(zhi)量才(cai)能(neng)(neng)使氫穩(wen)定的(de)(de)(de)融合成為(wei)一(yi)顆恒(heng)星。最(zui)小(xiao)的(de)(de)(de)紅矮星,半徑大(da)約只是(shi)(shi)木(mu)星的(de)(de)(de)30%。盡管如此,木(mu)星仍然(ran)散發出更多(duo)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量。它(ta)接受來自太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量,而內(nei)部(bu)產生(sheng)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量也(ye)幾(ji)乎和接受自太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)總能(neng)(neng)量相等。這(zhe)(zhe)些額外的(de)(de)(de)熱量是(shi)(shi)由開爾文-亥(hai)姆霍(huo)茲(zi)機制通過收縮產生(sheng)的(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)個過程造(zao)成木(mu)星每(mei)年(nian)縮小(xiao)約2厘(li)米。當木(mu)星形成的(de)(de)(de)時候(hou),它(ta)比現在要略大(da)一(yi)點(dian)。 

內部結構

木(mu)(mu)星(xing)(xing)可(ke)能(neng)有(you)一個石質的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)核,被(bei)一層含(han)有(you)少量氦,主要是氫(qing)元素的(de)(de)(de)(de)(de)液態(tai)金屬氫(qing)包覆著。內(nei)(nei)核上則是大部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)物質集結地,以(yi)液態(tai)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)形式存在(zai)(zai)。這(zhe)(zhe)些(xie)木(mu)(mu)星(xing)(xing)上最普通的(de)(de)(de)(de)(de)形式基礎可(ke)能(neng)只在(zai)(zai)40億帕(pa)壓強下才存在(zai)(zai),木(mu)(mu)星(xing)(xing)內(nei)(nei)部(bu)就是這(zhe)(zhe)種環境(jing)(土星(xing)(xing)也是)液態(tai)金屬氫(qing)由離子(zi)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)質子(zi)與電子(zi)組成(cheng)。在(zai)(zai)木(mu)(mu)星(xing)(xing)內(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)壓強下氫(qing)氣(qi)(qi)是液態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de),而非氣(qi)(qi)態(tai),這(zhe)(zhe)使(shi)它成(cheng)為了木(mu)(mu)星(xing)(xing)磁場的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)指揮(hui)者與根源,木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁場強度(du)大約10高斯(si),比地球大10倍。同樣(yang)在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一層也可(ke)能(neng)含(han)有(you)一些(xie)氦和微量的(de)(de)(de)(de)(de)冰。木(mu)(mu)星(xing)(xing)還是天空中已知的(de)(de)(de)(de)(de)最強的(de)(de)(de)(de)(de)射電源之一。 

木星內部的(de)(de)溫度(du)和壓(ya)力(li)(li),由于(yu)開爾文-亥姆霍茲機制穩(wen)定地朝向(xiang)核(he)心增加。在壓(ya)力(li)(li)為(wei)(wei)(wei)10帕(pa)的(de)(de)”表面”,溫度(du)大(da)(da)約是(shi)340 K(67 °C;152 °F)。在氫相(xiang)變的(de)(de)區域 -溫度(du)達到(dao)臨界點- 氫成為(wei)(wei)(wei)金屬(shu),相(xiang)信溫度(du)是(shi)10,000 K(9,700 °C;17,500 °F),壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)200GPa。在核(he)心邊界的(de)(de)溫度(du)估計為(wei)(wei)(wei)36,000 K(35,700 °C;64,300 °F),同時內部的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)大(da)(da)約是(shi)3,000至4,500GPa。

大氣組成

木星有著(zhu)太陽(yang)系內最大(da)(da)的(de)行星大(da)(da)氣層,跨越的(de)高(gao)度超過(guo)5,000km(3,107mi)。由(you)于(yu)(yu)木星沒(mei)有固體的(de)表面,它的(de)大(da)(da)氣層基礎通常被(bei)認為是大(da)(da)氣壓(ya)力等(deng)于(yu)(yu)1MPa(10bar),或十(shi)倍于(yu)(yu)地球表面壓(ya)力之(zhi)處。

云層

木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)(da)氣組(zu)成(cheng)中(zhong)(zhong),按分(fen)子數量來(lai)看,81%是(shi)(shi)(shi)氫氣,18%是(shi)(shi)(shi)氦(hai)氣,按質量則(ze)分(fen)別是(shi)(shi)(shi)75%和(he)(he)24%。只有約1%左右的(de)(de)(de)其他氣體,其中(zhong)(zhong)包括甲烷、水蒸氣、氨(an)氣等。這(zhe)與(yu)太陽(yang)系的(de)(de)(de)前身-原(yuan)始(shi)太陽(yang)星(xing)(xing)云(yun)(yun)(yun)的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)相(xiang)近,但木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)中(zhong)(zhong)較重元素的(de)(de)(de)比例卻(que)比原(yuan)始(shi)太陽(yang)星(xing)(xing)云(yun)(yun)(yun)多數倍。同為氣體行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)土星(xing)(xing)也是(shi)(shi)(shi)類似(si)的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng),但天(tian)王星(xing)(xing)及海王星(xing)(xing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氫和(he)(he)氦(hai)就少(shao)得多。由于(yu)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)有較強的(de)(de)(de)內部能(neng)源,致使(shi)其赤道(dao)與(yu)兩(liang)極溫差不大(da)(da),不超過3℃,因此木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)上南北風(feng)很小,主要(yao)是(shi)(shi)(shi)東西風(feng),最大(da)(da)風(feng)速(su)達130~150米(mi)/秒。木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)大(da)(da)氣中(zhong)(zhong)充滿了稠密活躍的(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)系。各種(zhong)顏色的(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)層(ceng)像波浪(lang)一樣在激烈翻騰著。在木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)大(da)(da)氣中(zhong)(zhong)還觀測(ce)到(dao)有閃電和(he)(he)雷暴。由于(yu)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)快速(su)自轉,因此能(neng)在它的(de)(de)(de)大(da)(da)氣中(zhong)(zhong)觀測(ce)到(dao)與(yu)赤道(dao)平(ping)行(xing)的(de)(de)(de)、明暗(an)(an)交(jiao)替(ti)的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)紋其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)亮(liang)帶(dai)(dai)是(shi)(shi)(shi)向(xiang)上運動(dong)的(de)(de)(de)區(qu)域,暗(an)(an)紋則(ze)是(shi)(shi)(shi)較低和(he)(he)較暗(an)(an)的(de)(de)(de)云(yun)(yun)(yun)。

木(mu)星(xing)(xing)表面有(you)(you)紅、褐、白等(deng)五彩(cai)繽(bin)紛的(de)條紋圖(tu)案,可以(yi)推(tui)測(ce)木(mu)星(xing)(xing)大氣(qi)中的(de)風(feng)向(xiang)是(shi)平行于赤道方向(xiang),因區域的(de)不同而(er)交互吹著西風(feng)及(ji)東(dong)風(feng),是(shi)木(mu)星(xing)(xing)大氣(qi)的(de)一向(xiang)明顯特征。大氣(qi)中含有(you)(you)極微(wei)的(de)甲烷、乙(yi)炔之類的(de)有(you)(you)機成份,而(er)且有(you)(you)打(da)雷現象生(sheng)成有(you)(you)機物(wu)的(de)機率相當大。

大紅斑與渦旋

木星的(de)(de)(de)大(da)紅(hong)(hong)斑(ban)(ban)(ban)位于南緯23°處,東西長4萬(wan)公(gong)里,南北寬1.3萬(wan)公(gong)里。探測器發(fa)現(xian),大(da)紅(hong)(hong)斑(ban)(ban)(ban)是一(yi)團激烈上升(sheng)的(de)(de)(de)氣流,呈深褐色(se)。這個(ge)彩色(se)的(de)(de)(de)氣旋以逆時針方(fang)向轉(zhuan)動(dong)。在大(da)紅(hong)(hong)斑(ban)(ban)(ban)中心部分有個(ge)小顆粒(li),是大(da)紅(hong)(hong)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)核,其大(da)小約幾百(bai)公(gong)里。這個(ge)核在周(zhou)圍的(de)(de)(de)反時針漩渦(wo)運(yun)動(dong)中維持(chi)(chi)不(bu)動(dong)。大(da)紅(hong)(hong)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)壽命(ming)很長,可(ke)維持(chi)(chi)幾百(bai)年(nian)或(huo)更久。大(da)紅(hong)(hong)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)豔麗(li)紅(hong)(hong)色(se)令人印(yin)象深刻,顏色(se)似乎來自(zi)紅(hong)(hong)磷。 

鵝(e)蛋形物體的(de)自轉是(shi)(shi)逆(ni)時針方(fang)向(xiang),周期大約(yue)是(shi)(shi)六(liu)天。大紅(hong)斑的(de)維(wei)度是(shi)(shi)24,000至(zhi)40,000千米(mi)(mi) X 12,000至(zhi)14,000千米(mi)(mi)。它的(de)直徑大到可以容得(de)下2至(zhi)3顆(ke)地球(qiu)。這個風暴(bao)的(de)最大高(gao)度比周圍的(de)云(yun)層高(gao)出約(yue)8km(5mi)。

風(feng)(feng)暴(bao)通常(chang)都發生在巨行星(xing)大氣(qi)層(ceng)的湍流內(nei),木星(xing)也有(you)白(bai)色(se)和棕(zong)色(se)的鵝蛋(dan)(dan)形(xing)風(feng)(feng)暴(bao),但較小的那些(xie)風(feng)(feng)暴(bao)通常(chang)都不會被命名。白(bai)色(se)的鵝蛋(dan)(dan)傾向(xiang)于(yu)包含大氣(qi)層(ceng)上(shang)層(ceng),相對(dui)較低溫(wen)(wen)的云(yun)。棕(zong)色(se)鵝蛋(dan)(dan)形(xing)是(shi)較溫(wen)(wen)暖和位(wei)于(yu)普通云(yun)層(ceng)。這種風(feng)(feng)暴(bao)持(chi)續的時間(jian)可以只(zhi)有(you)幾(ji)個(ge)小時,也可以長達(da)數個(ge)世紀。

外圍組成

行星系統

隨(sui)著行(xing)星(xing)(xing)際空間探測(ce)(ce)器的(de)(de)(de)(de)(de)發射(she),不(bu)斷(duan)揭示出太陽系天體中許多(duo)前(qian)所(suo)未知的(de)(de)(de)(de)(de)事實,木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)發現就是其中的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個早在(zai)1974年“先鋒11號”探測(ce)(ce)器訪問木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)時(shi),就曾在(zai)離木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)約13萬公里(li)處觀測(ce)(ce)到高能(neng)帶電粒子的(de)(de)(de)(de)(de)吸收特征(zheng)。兩年后(hou)有人(ren)提(ti)出這(zhe)(zhe)一(yi)現象(xiang)可(ke)用木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)存在(zai)塵埃環(huan)來說(shuo)明。可(ke)惜當時(shi)無人(ren)作進一(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)定量研究以推測(ce)(ce)這(zhe)(zhe)一(yi)假設環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)物理性質1977年8月(yue)20日(ri)和9月(yue)5日(ri)美(mei)國先后(hou)發射(she)了(le)“旅行(xing)者(zhe)1號”和“旅行(xing)者(zhe)2號”空間探測(ce)(ce)器經過一(yi)年半的(de)(de)(de)(de)(de)長途跋(ba)涉“旅行(xing)者(zhe)1號”穿(chuan)過木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)赤道面,這(zhe)(zhe)時(shi)它所(suo)攜(xie)帶的(de)(de)(de)(de)(de)窄(zhai)角照(zhao)相機(ji)在(zai)離木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)120萬公里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)地方拍(pai)到了(le)亮度(du)十分(fen)暗弱的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)照(zhao)片同年7月(yue)后(hou)其到達的(de)(de)(de)(de)(de)“旅行(xing)者(zhe)2號”又獲得了(le)有關木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息。

根據(ju)對(dui)空間飛船所(suo)拍得照片的(de)研究,現已(yi)知道木星(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)系(xi)主要由亮(liang)(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)、暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)和(he)暈(yun)三部分組成。環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)厚度(du)不超過30公(gong)里亮(liang)(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)離(li)木星(xing)(xing)中心約(yue)(yue)13萬(wan)(wan)公(gong)里,寬(kuan)6000公(gong)里。暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)在亮(liang)(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)內側(ce),寬(kuan)可(ke)(ke)達(da)(da)5萬(wan)(wan)公(gong)里,其內邊緣幾(ji)(ji)乎同(tong)木星(xing)(xing)大氣層相接。亮(liang)(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)不透明度(du)很低,其環(huan)(huan)(huan)(huan)粒(li)(li)(li)只(zhi)能(neng)截收通過陽光的(de)萬(wan)(wan)分之一(yi)左右。靠近(jin)亮(liang)(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)外緣有一(yi)寬(kuan)約(yue)(yue)700公(gong)里的(de)亮(liang)(liang)(liang)帶它比(bi)(bi)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)其余部分約(yue)(yue)亮(liang)(liang)(liang)10%,暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)亮(liang)(liang)(liang)度(du)只(zhi)及(ji)亮(liang)(liang)(liang)度(du)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)幾(ji)(ji)分之一(yi)。暈(yun)的(de)延(yan)伸范圍(wei)可(ke)(ke)達(da)(da)環(huan)(huan)(huan)(huan)面上下(xia)各1萬(wan)(wan)公(gong)里它在暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)兩旁延(yan)伸到最遠點,外邊界則比(bi)(bi)亮(liang)(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)略遠。據(ju)推算,環(huan)(huan)(huan)(huan)粒(li)(li)(li)的(de)大小約(yue)(yue)為2微米(mi),真可(ke)(ke)算是微粒(li)(li)(li)。這(zhe)種(zhong)微米(mi)量級(ji)的(de)微粒(li)(li)(li)因輻(fu)射(she)壓力、微隕星(xing)(xing)撞擊等(deng)原因壽(shou)命大大短于太陽系(xi)壽(shou)命。為了證實木星(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)是一(yi)種(zhong)相對(dui)穩定(ding)(ding)結(jie)構這(zhe)一(yi)說(shuo)法人們提出了維持這(zhe)種(zhong)小塵埃(ai)粒(li)(li)(li)子數量的(de)動(dong)態穩定(ding)(ding)的(de)幾(ji)(ji)種(zhong)可(ke)(ke)能(neng)的(de)環(huan)(huan)(huan)(huan)粒(li)(li)(li)補充源(yuan)。

木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)比(bi)土星(xing)(xing)(xing)(xing)暗( 反照率為(wei)0.05 )它們由許多(duo)粒狀的(de)(de)巖石(shi)質材料組成(cheng)。過去(qu)有人猜(cai)測,在木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)附近有一(yi)個塵埃層(ceng)或環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan),但一(yi)直未能證(zheng)(zheng)實(shi)。1979年3月(yue),“旅行者1號”考察木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)時,拍攝到(dao)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)照片,不(bu)久,“旅行者2號”又(you)獲得了(le)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)更(geng)多(duo)情況(kuang),終于(yu)證(zheng)(zheng)實(shi)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)也有光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)。木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)形狀像個薄圓盤(pan),其(qi)厚度(du)約(yue)為(wei)30公(gong)里(li),寬度(du)約(yue)為(wei)9400公(gong)里(li),離木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)12.8萬(wan)公(gong)里(li)。光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)分為(wei)內環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和(he)外(wai)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan),外(wai)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)較(jiao)亮,內環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)較(jiao)暗幾乎(hu)與木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大氣層(ceng)相(xiang)接(jie)。光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)光(guang)譜型為(wei)G型,光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)也環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)繞著木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)公(gong)轉,7小(xiao)時轉一(yi)圈。木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)是由許多(duo)黑色碎石(shi)塊構成(cheng)的(de)(de),石(shi)塊直徑在數(shu)十米到(dao)數(shu)百米之間。由于(yu)黑石(shi)塊不(bu)反射(she)太陽光(guang),因而長期(qi)以來一(yi)直未被我們發(fa)現(xian)。

木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)兩極有極光(guang)(guang),這似乎是從(cong)木(mu)(mu)衛一(yi)上火山(shan)噴發出的(de)(de)物(wu)質沿著木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)引力線進入木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大氣(qi)而形成(cheng)的(de)(de)。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)有光(guang)(guang)環(huan),光(guang)(guang)環(huan)系統是太(tai)陽系巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)一(yi)個共同特征(zheng),主(zhu)要(yao)由黑色碎石塊(kuai)和雪團等物(wu)質組(zu)成(cheng)。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)光(guang)(guang)環(huan)很(hen)難觀(guan)測到它沒(mei)有土星(xing)(xing)(xing)那(nei)么顯(xian)著壯(zhuang)觀(guan),但(dan)也可以分成(cheng)四圈。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)環(huan)約有9400公里(li)寬,但(dan)厚(hou)度(du)不到30公里(li),光(guang)(guang)環(huan)繞木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)旋(xuan)轉一(yi)周 需要(yao)大約7小時。

木星(xing)有(you)一(yi)個同土星(xing)般(ban)的環,不過(guo)又(you)(you)小又(you)(you)微弱(ruo)。它們的發(fa)現(xian)純屬意料(liao)之外,只是由(you)于(yu)兩個旅行(xing)者1號(hao)的科學(xue)家一(yi)再堅持航(hang)行(xing)10億千米后,應該去看(kan)一(yi)下是否有(you)光環存在。其(qi)他人都認為(wei)發(fa)現(xian)光環的可(ke)能性為(wei)零(ling),但事(shi)實上它們是存在的。這兩個科學(xue)家想(xiang)出(chu)的真是一(yi)條妙計啊(a)。它們后來被地(di)面(mian)上的望(wang)遠鏡拍了照(zhao)。

木(mu)星光環(huan)中(zhong)的(de)粒子可(ke)能(neng)并(bing)不是穩定地存(cun)在(zai)(zai)(由大氣層和磁場的(de)作用)。這樣一來,如(ru)果光環(huan)要保持形狀(zhuang),它(ta)們需被不停地補充。兩顆處在(zai)(zai)光環(huan)中(zhong)公轉的(de)小衛星:木(mu)衛十六(liu)和木(mu)衛十七,顯而(er)易見是光環(huan)資源的(de)最(zui)佳候(hou)選(xuan)。

伽利(li)略(lve)號飛行器對木(mu)星大(da)(da)氣(qi)的(de)(de)探測發現在(zai)木(mu)星光環和最外層大(da)(da)氣(qi)層之(zhi)間另存(cun)在(zai)了一(yi)個強(qiang)輻(fu)射帶(dai),大(da)(da)致相當于電離層輻(fu)射帶(dai)的(de)(de)十倍(bei)強(qiang)。驚(jing)人的(de)(de)是,新發現的(de)(de)帶(dai)中含有來自不知(zhi)何(he)方的(de)(de)高能(neng)量氦離子。

1979年3月,“旅行(xing)者一號(hao)”探測器穿越(yue)木星赤道平面時(shi),在離地球6億(yi)千米處發(fa)回大(da)量(liang)的(de)珍(zhen)貴照(zhao)片。出乎人(ren)們(men)所料發(fa)現木星和土星一樣也擁有光環。4個(ge)月后,旅行(xing)者2號(hao)探測器飛(fei)臨木星證(zheng)實了這個(ge)結論。

木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)光(guang)環(huan)(huan)和土星(xing)光(guang)環(huan)(huan)有很(hen)大(da)不同。木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)光(guang)環(huan)(huan)是彌散透(tou)明的(de)(de),由亮(liang)環(huan)(huan)、暗(an)環(huan)(huan)和暈三部分組成(cheng)。亮(liang)環(huan)(huan)在暗(an)環(huan)(huan)的(de)(de)外邊暈為一層(ceng)極(ji)薄(bo)的(de)(de)塵云,將亮(liang)環(huan)(huan)和暗(an)環(huan)(huan)整個包(bao)圍(wei)起(qi)來。木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)環(huan)(huan)是由大(da)量的(de)(de)塵埃(ai)和黑色的(de)(de)碎石組成(cheng),不反光(guang),肉眼無法(fa)看到以(yi)周期為7小時(shi)左(zuo)右的(de)(de)速度圍(wei)繞木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)旋轉。暗(an)淡單薄(bo)的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)環(huan)(huan)套在龐大(da)的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)身軀上,發現它確實是極(ji)不容易(yi)的(de)(de)。 

衛星家族

木(mu)星(xing)(xing)(xing)是人(ren)類迄今為(wei)(wei)止發現的(de)(de)(de)天然衛(wei)星(xing)(xing)(xing)最多(duo)的(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing),已(yi)發現69顆衛(wei)星(xing)(xing)(xing)。木(mu)星(xing)(xing)(xing)運(yun)動正逐(zhu)漸(jian)地(di)變緩。同樣相同的(de)(de)(de)引潮力(li)也(ye)改變了(le)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)軌道,使它們慢(man)慢(man)地(di)逐(zhu)漸(jian)遠離木(mu)星(xing)(xing)(xing)。木(mu)衛(wei)一,木(mu)衛(wei)二,木(mu)衛(wei)三由引潮力(li)影響而使公轉共(gong)動關(guan)系(xi)固定為(wei)(wei)1:2:4,并共(gong)同變化。木(mu)衛(wei)四也(ye)是這(zhe)其中(zhong)一個部分(fen),在未來的(de)(de)(de)數億年里,木(mu)衛(wei)四也(ye)將被鎖定,以木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)兩倍公轉周(zhou)期,以木(mu)衛(wei)一的(de)(de)(de)八倍來運(yun)行。木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)由宙斯一生中(zhong)所接(jie)觸過的(de)(de)(de)人(ren)來命名(大多(duo)是他(ta)的(de)(de)(de)情人(ren))。

木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)可分為三群:最(zui)靠近(jin)木(mu)(mu)(mu)(mu)星的(de)一(yi)群——木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)六、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)四、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)五和(he)四顆伽(jia)利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星等8顆軌道偏(pian)(pian)心率都小于(yu)0.01,順行(xing),屬(shu)于(yu)規則(ze)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星;其(qi)余均屬(shu)不規則(ze)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星。離木(mu)(mu)(mu)(mu)星稍遠的(de)一(yi)群衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星——木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)三、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)及木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)七,偏(pian)(pian)心離為0.11~0.21,順行(xing)。離木(mu)(mu)(mu)(mu)星最(zui)遠的(de)一(yi)群——木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)二、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)一(yi)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)八及木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)九,偏(pian)(pian)心率0.17~0.38、逆行(xing)。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四于(yu)1610年由伽(jia)利(li)(li)略(lve)發(fa)(fa)現(xian),稱為伽(jia)利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星。1892年巴納德用望(wang)遠鏡發(fa)(fa)現(xian)了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五其(qi)他衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星都是1904年以后(hou)用照相方法陸續發(fa)(fa)現(xian)的(de)。“旅(lv)行(xing)者號”飛船于(yu)1979年發(fa)(fa)現(xian)了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)四,1980年又先后(hou)發(fa)(fa)現(xian)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)五和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)六。除(chu)四個伽(jia)利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星外,其(qi)余的(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星半徑(jing)多是幾(ji)公里到20公里的(de)大石頭。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三較大其(qi)半徑(jing)為2631公里。

木(mu)星(xing)的(de)(de)四個(ge)伽利略(lve)衛星(xing)和木(mu)衛五的(de)(de)軌(gui)道幾乎在木(mu)星(xing)的(de)(de)赤(chi)道面上。

表面磁場

木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場強度是(shi)地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)14倍,范圍從赤道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)4.2高斯(0.42mT)到極區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)10至14高斯(1.0-1.4mT),是(shi)太陽系最強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(除了太陽黑子(zi)(zi))。這個場被(bei)認為是(shi)由渦流產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) -旋流運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)材料- 核(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液態金屬氫。在埃歐(ou)衛星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)山釋(shi)放出大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧化硫,形成(cheng)沿(yan)著衛星(xing)(xing)(xing)軌道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣體環。這些氣體在磁(ci)層內(nei)被(bei)電(dian)離(li),生(sheng)成(cheng)硫和氧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)。它們(men)與源自木(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫離(li)子(zi)(zi),在木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)赤道平面形成(cheng)等離(li)子(zi)(zi)片。這些片狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)等離(li)子(zi)(zi)與行星(xing)(xing)(xing)一起轉動,造成(cheng)進入磁(ci)場平面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變形偶極磁(ci)場。在等離(li)子(zi)(zi)片內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)流產生(sheng)強大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無線電(dian)訊號(hao),造成(cheng)范圍在0.6至30MHz的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆發。

木(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)層(ceng)(ceng)的(de)范圍大而且(qie)結構復雜,在(zai)距離木(mu)星(xing)(xing)(xing)140-700萬公里之間(jian)的(de)巨大空間(jian)都(dou)是木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)磁(ci)層(ceng)(ceng);而地球(qiu)的(de)磁(ci)層(ceng)(ceng)只在(zai)距地心5~7萬公里的(de)范圍內(nei)。木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)四個(ge)大衛(wei)星(xing)(xing)(xing)都(dou)被木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)磁(ci)層(ceng)(ceng)所屏蔽(bi),使之免遭太(tai)陽(yang)風的(de)襲擊。地球(qiu)周圍有條稱(cheng)為(wei)范艾倫帶(dai)的(de)輻射帶(dai),木(mu)星(xing)(xing)(xing)周圍也(ye)有這(zhe)樣的(de)輻射帶(dai)。美國的(de)“旅行者1號”還(huan)發現木(mu)星(xing)(xing)(xing)背向太(tai)陽(yang)的(de)一(yi)面有3萬公里長的(de)北極光。1981年初,當“旅行者2號”早已(yi)離開木(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)層(ceng)(ceng)飛奔土星(xing)(xing)(xing)的(de)途中,曾再次受到木(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)場的(de)影響。由(you)此(ci)看來(lai),木(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)尾(wei)至(zhi)少拖(tuo)長到了6000萬公里以外。

木星(xing)的(de)(de)磁氣(qi)圈(quan)分布范圍(wei)比地球(qiu)磁氣(qi)圈(quan)的(de)(de)范圍(wei)大上100多倍,是太(tai)陽系中最大的(de)(de)磁氣(qi)圈(quan)。由于太(tai)陽風和磁氣(qi)圈(quan)的(de)(de)作用木星(xing)也(ye)和地球(qiu)一樣在極區有(you)極光產生,強度約為地球(qiu)的(de)(de)100倍。

星體運動

木星(xing)(xing)(xing)(xing)是行星(xing)(xing)(xing)(xing)中唯一與太(tai)陽(yang)的(de)質心位(wei)于(yu)太(tai)陽(yang)本體之外的(de),但也(ye)只在太(tai)陽(yang)半徑之外7%。木星(xing)(xing)(xing)(xing)至太(tai)陽(yang)的(de)平均距(ju)離(li)(li)是7億7800萬(wan)千米(大(da)約是地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)至太(tai)陽(yang)距(ju)離(li)(li)的(de)5.2倍,或5.2天文單位(wei)),公(gong)轉(zhuan)太(tai)陽(yang)一周要11.8地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)年(nian)。這是土(tu)星(xing)(xing)(xing)(xing)公(gong)轉(zhuan)周期的(de)五分之二,也(ye)就是說太(tai)陽(yang)系最(zui)大(da)的(de)兩顆行星(xing)(xing)(xing)(xing)之間形成5:2的(de)共振軌道(dao)周期。木星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)橢(tuo)圓(yuan)軌道(dao)相對于(yu)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)軌道(dao)傾斜1.31°,因(yin)(yin)為離(li)(li)心率0.048,因(yin)(yin)此(ci)近日點和遠日點的(de)距(ju)離(li)(li)相差7,500萬(wan)千米。木星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)軌道(dao)傾角相較于(yu)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)和火星(xing)(xing)(xing)(xing)非(fei)常小,只有(you)3.13°,因(yin)(yin)此(ci)沒有(you)明顯的(de)季節變化。

木星(xing)的(de)(de)自轉(zhuan)是(shi)太陽(yang)系所(suo)有(you)行(xing)星(xing)中最快的(de)(de),對(dui)其軸(zhou)完(wan)成一(yi)次旋轉(zhuan)的(de)(de)時間少于10小(xiao)時;這造成的(de)(de)赤道隆起,在地球以業余的(de)(de)小(xiao)望遠鏡就(jiu)可以很(hen)容易看出(chu)來(lai)。這顆行(xing)星(xing)是(shi)顆扁球體,意思是(shi)他(ta)的(de)(de)赤道直徑(jing)比(bi)兩極之間的(de)(de)直徑(jing)長(chang)。木星(xing)的(de)(de)赤道直徑(jing)比(bi)通(tong)過兩極的(de)(de)直徑(jing)長(chang)9,275km(5,763mi)。

因為木(mu)星(xing)(xing)不是(shi)(shi)(shi)固體,他(ta)的(de)(de)(de)上層大(da)氣有(you)(you)著較(jiao)差自轉(zhuan)。木(mu)星(xing)(xing)極區大(da)氣層的(de)(de)(de)自轉(zhuan)周期比(bi)赤道(dao)的(de)(de)(de)長約5分鐘,有(you)(you)三個(ge)系(xi)統(tong)做為參考框架(jia),特別是(shi)(shi)(shi)在描(miao)繪(hui)大(da)氣運動的(de)(de)(de)特征(zheng)。系(xi)統(tong)I適(shi)用于緯度10°N至10°S的(de)(de)(de)范(fan)圍,是(shi)(shi)(shi)最短(duan)的(de)(de)(de)9h50m30.0s。系(xi)統(tong)II適(shi)用于從(cong)南至北(bei)所有(you)(you)的(de)(de)(de)緯度,它(ta)的(de)(de)(de)周期是(shi)(shi)(shi)9h55m40.6s。系(xi)統(tong)III最早是(shi)(shi)(shi)電波天文學(xue)定義的(de)(de)(de),對應于行(xing)星(xing)(xing)磁層的(de)(de)(de)自轉(zhuan),它(ta)的(de)(de)(de)周期是(shi)(shi)(shi)木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)官方周期。

探測歷史

地面觀測

一般小型的雙筒望遠鏡可以看到木星以及身旁的四大衛星,因為他的光度(du)十(shi)分明亮,所以(yi)(yi)即使是在(zai)大都市中也可(ke)以(yi)(yi)在(zai)夜空中找(zhao)到他的位(wei)置(zhi)。在(zai)小型天文望遠鏡中,可(ke)以(yi)(yi)看到木星較清晰(xi)的結(jie)構如大紅(hong)斑以(yi)(yi)及與四大衛(wei)星,且衛(wei)星與木星的相對(dui)位(wei)置(zhi)會隨時間(jian)而改(gai)變,就(jiu)像一個"小太陽(yang)系"一樣,十(shi)分有趣。

先驅者號

美國宇航局于1972年3月發射了“先驅者”10號探(tan)測(ce)器,這(zhe)是第一(yi)個探(tan)測(ce)木星的使者,它(ta)穿越危(wei)險的小行(xing)星帶和木星周圍的強輻射區,經過一(yi)年零(ling)九個月,行(xing)程10億(yi)千米(mi),于1973年10月飛(fei)臨木星,探(tan)測(ce)到木星規模宏大的磁層研(yan)究(jiu)了木星大氣傳回(hui)了三百多幅木星圖形(xing)。

1973年(nian)4月美國又發(fa)射(she)(she)了“先(xian)驅者(zhe)”11號探測器,1974年(nian)12月5日到達木星(xing)(xing)它離(li)(li)木星(xing)(xing)表面距離(li)(li)最短是(shi)只(zhi)有4.6萬千米(mi),比“先(xian)驅者(zhe)”10號更近(jin)。送回了有關木星(xing)(xing)磁場、輻射(she)(she)帶(dai)、中立、溫度、大氣結構等情況,并觀測到了木星(xing)(xing)南極地帶(dai)。

旅行者號

1977年8月20日和9月5日,美國先后發射了旅行者2號和1號探(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)這兩個姊妹探(tan)(tan)(tan)測(ce)器(qi)沿(yan)著兩條(tiao)不同(tong)的(de)(de)軌道飛行(xing)。擔負探(tan)(tan)(tan)測(ce)太陽系外圍行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)任(ren)務(wu)發(fa)(fa)射一百天后,旅行(xing)者(zhe)1號超(chao)過(guo)(guo)旅行(xing)者(zhe)2號,并先期到(dao)(dao)達(da)木星(xing)(xing)(xing)考(kao)察。1979年3月(yue)5日(ri),旅行(xing)者(zhe)1號在(zai)距(ju)木星(xing)(xing)(xing)27.5萬(wan)公里(li)處與木星(xing)(xing)(xing)會合,拍攝(she)了木星(xing)(xing)(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)幾千張照片(pian)并傳回地(di)球。通過(guo)(guo)這些照片(pian)可以發(fa)(fa)現(xian)木星(xing)(xing)(xing)周(zhou)圍也有一個光環(huan),還探(tan)(tan)(tan)測(ce)到(dao)(dao)木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)上有火(huo)山爆(bao)發(fa)(fa)活動。旅行(xing)者(zhe)2號于(yu)1979年7月(yue)9日(ri)到(dao)(dao)達(da)木星(xing)(xing)(xing)附近,從(cong)木星(xing)(xing)(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)中間穿(chuan)過(guo)(guo),在(zai)距(ju)木星(xing)(xing)(xing)72萬(wan)公里(li)處拍攝(she)了幾千張照片(pian)。 

伽利略號

“伽利略”號探測器于1989年升空,1995年12月抵達環木(mu)(mu)星(xing)(xing)軌道。它(ta)旅行了(le)(le)28億(yi)英里,它(ta)的(de)終結日(ri)期比原來預計的(de)晚(wan)了(le)(le)六年。伽利(li)略號繞木(mu)(mu)星(xing)(xing)飛(fei)行了(le)(le)34圈,獲得了(le)(le)有關木(mu)(mu)星(xing)(xing)大氣層的(de)第一(yi)手探(tan)測(ce)資料(liao),在(zai)1995年將一(yi)個探(tan)測(ce)器放到了(le)(le)木(mu)(mu)星(xing)(xing)上。它(ta)發現在(zai)木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)衛星(xing)(xing)歐(ou)羅(luo)巴(Europa)、Ganymede、Callisto的(de)地下有咸水,還(huan)發現木(mu)(mu)星(xing)(xing)衛星(xing)(xing)上有劇烈(lie)的(de)火山爆發。

“伽利略”號探測(ce)器在2003年年9月21日(ri)墜(zhui)毀(hui)(hui)于木(mu)星(xing),以此結束(shu)其近(jin)14年的太空探索生涯。這將(jiang)是(shi)美國(guo)宇(yu)航(hang)局自1999年以來首次控制探測(ce)器在地球之外(wai)的天體上墜(zhui)毀(hui)(hui)。 

朱諾號

美國宇航局2008年11月宣布,已將木星定為下一個探索天空的遠大目標,NASA將在2011年(nian)8月(yue)發射一個新(xin)的木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)探測(ce)器“朱諾”,展(zhan)開對(dui)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的深入探測(ce),該探測(ce)器首先繞地(di)球(qiu)(qiu)運行至2013年(nian),利(li)用地(di)球(qiu)(qiu)引力將“朱諾”彈射到外太陽系(xi);預計在2016年(nian)中期到達木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道。此后(hou),“朱諾”每年(nian)大約繞木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)運轉(zhuan)32圈,探測(ce)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)內(nei)部的結構情(qing)況;測(ce)定(ding)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大氣(qi)成分;研究木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大氣(qi)對(dui)流情(qing)況以(yi)(yi)及探討木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁場(chang)起(qi)源和磁層,通過(guo)它的探測(ce),科學家希望了解木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)這顆(ke)巨行星(xing)(xing)(xing)(xing)的形成、演化和本體內(nei)部結構以(yi)(yi)及木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)。全部任(ren)務計劃于2017年(nian)10月(yue)結束。 

“朱諾號(hao)”探(tan)測器(qi)于2018年2月7日(ri)上(shang)午在第11次近(jin)距離(li)飛越這(zhe)顆氣(qi)態巨行星時(shi),采用了彩色增強(qiang)的延時(shi)圖像序列拍攝。

2018年2月,美國(guo)航空航天局(NASA)公布(bu)了(le)由“朱諾”號(hao)衛星(xing)拍攝(she)到的一組(zu)木星(xing)南極的圖(tu)(tu)像,醒目的藍色漩渦以華麗的圖(tu)(tu)案扭曲變幻,創造了(le)令(ling)人(ren)驚(jing)嘆的奇觀。

相關研究

對木星的(de)考察表明:木星正在向其宇宙(zhou)空間釋(shi)放巨大能(neng)量。它所放出的(de)能(neng)量是它所獲得太(tai)陽能(neng)量的(de)兩倍這說明木星釋(shi)放能(neng)量的(de)一半來(lai)自于它的(de)內部(bu)。木星內部(bu)存在熱源。

眾所(suo)(suo)(suo)周知,太(tai)(tai)陽(yang)之(zhi)(zhi)所(suo)(suo)(suo)以不斷放(fang)射出(chu)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)光和(he)熱,是因為太(tai)(tai)陽(yang)內部時(shi)刻(ke)進(jin)(jin)行著核(he)(he)聚變反(fan)應(ying),在(zai)(zai)核(he)(he)聚變過程中(zhong)(zhong)釋放(fang)出(chu)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)。木(mu)星(xing)(xing)是一(yi)個巨大的(de)(de)(de)(de)液態氫星(xing)(xing)球(qiu),本身(shen)已(yi)(yi)具備(bei)了(le)無(wu)法比擬的(de)(de)(de)(de)天(tian)然核(he)(he)燃料,加之(zhi)(zhi)木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心溫度已(yi)(yi)達到了(le)28萬(wan)K,具備(bei)了(le)進(jin)(jin)行熱核(he)(he)反(fan)應(ying)所(suo)(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)高溫條件(jian)。至于熱核(he)(he)反(fan)應(ying)所(suo)(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)高壓條件(jian),就木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)收縮(suo)速度和(he)對太(tai)(tai)陽(yang)放(fang)出(chu)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)及攜能粒子的(de)(de)(de)(de)吸積(ji)特(te)性來看,木(mu)星(xing)(xing)在(zai)(zai)經過幾(ji)十億年的(de)(de)(de)(de)演化之(zhi)(zhi)后,中(zhong)(zhong)心壓可達到最初核(he)(he)反(fan)應(ying)時(shi)所(suo)(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)壓力水平(ping)。

木星(xing)(xing)(xing)和太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)成(cheng)分十分相似,但是卻沒有像太(tai)(tai)陽(yang)那樣(yang)燃燒起來,是因為它的(de)(de)質量太(tai)(tai)小。木星(xing)(xing)(xing)要成(cheng)為像太(tai)(tai)陽(yang)那樣(yang)的(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing),需要將質量增加到如今的(de)(de)100倍才(cai)行,根(gen)據天文學(xue)家的(de)(de)計(ji)算(suan),只(zhi)有質量大于太(tai)(tai)陽(yang)質量的(de)(de)7%,才(cai)能進行聚變反(fan)應,發出光和熱。一(yi)旦木星(xing)(xing)(xing)上(shang)爆發了大規模(mo)的(de)(de)熱核(he)反(fan)應,以千奇(qi)百怪的(de)(de)旋渦(wo)形(xing)式運(yun)動的(de)(de)木星(xing)(xing)(xing)大氣層(ceng)將充當(dang)釋放核(he)熱能的(de)(de)“發射器”所以,有些科(ke)學(xue)家猜(cai)測,再經過幾(ji)十億年之后,木星(xing)(xing)(xing)將會改(gai)變它的(de)(de)身份,從一(yi)顆(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)變成(cheng)一(yi)顆(ke)(ke)名副其實的(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)。

軼事典故

撞擊事件

1993年(nian)3月(yue)24日,美國天文(wen)(wen)學家尤(you)金·蘇(su)梅(mei)克和卡羅琳·蘇(su)梅(mei)克以及天文(wen)(wen)愛好者(zhe)戴維(wei)·列維(wei),利(li)用美國加州(zhou)帕(pa)洛(luo)瑪天文(wen)(wen)臺的(de)46厘米天文(wen)(wen)望(wang)遠鏡發現了一(yi)(yi)顆彗星(xing),遂以他們的(de)姓(xing)氏命名為蘇(su)梅(mei)克-列維(wei)9號彗星(xing)。這顆彗星(xing)被發現一(yi)(yi)年(nian)零兩個多月(yue)后(hou),于1994年(nian)7月(yue)16日至22日,斷裂成21個碎塊(kuai)(kuai),其中(zhong)最大(da)的(de)一(yi)(yi)塊(kuai)(kuai)寬約4公(gong)里,以每秒60公(gong)里的(de)速度(du)連珠炮(pao)一(yi)(yi)般向木(mu)星(xing)撞去。 

2009年(nian)7月(yue)21日,澳大利亞一(yi)位(wei)業余天文愛(ai)好(hao)者(zhe)安東(dong)尼·衛(wei)斯理(li),在(zai)凌晨(chen)1點利用自家(jia)后院的(de)(de)14.5英(ying)寸反(fan)射式望遠(yuan)鏡發(fa)現木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)被彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)或者(zhe)小(xiao)行星(xing)(xing)(xing)(xing)撞(zhuang)擊(ji)(ji),在(zai)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)表面留下地(di)球般(ban)大小(xiao)的(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)痕跡。美國(guo)航空航天局(ju)噴(pen)氣推進(jin)實驗室在(zai)20日晚上9點證實了衛(wei)斯理(li)的(de)(de)發(fa)現,并于21日證實木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)在(zai)過去相當短(duan)一(yi)段時間內再(zai)次(ci)遭遇其他(ta)星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)撞(zhuang)擊(ji)(ji),使木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)南極附近落下黑色疤斑撞(zhuang)擊(ji)(ji)處上空的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大氣層出現一(yi)個地(di)球大小(xiao)的(de)(de)空洞。 

2010年(nian)6月3日,澳洲的業(ye)余天文(wen)學家天文(wen)愛好者觀(guan)測到(dao)一顆彗星的撞擊,造成小于(yu)以(yi)前觀(guan)測到(dao)的事件。稍后,另一位(wei)菲(fei)律賓(bin)的業(ye)余天文(wen)學家也錄影捕捉(zhuo)到(dao)這次事件。

外星生命

在(zai)1953年,米勒-尤里(li)實驗證(zheng)明(ming)了(le)閃電(dian)和存在(zai)于原始地球(qiu)(qiu)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)化合物組合可以形成(cheng)有機物(包(bao)括(kuo)氨(an)基(ji)酸),可以做為生命(ming)的(de)(de)基(ji)石。這模(mo)擬的(de)(de)大(da)氣(qi)成(cheng)分為水、甲烷(wan)、氨(an)和氫分子(zi);所有的(de)(de)這些物質(zhi)都在(zai)現今的(de)(de)木(mu)星大(da)氣(qi)層中(zhong)被發現。木(mu)星的(de)(de)大(da)氣(qi)層有強(qiang)大(da)的(de)(de)垂直空氣(qi)流動,運載這些化合物進入(ru)較低的(de)(de)地區。 但在(zai)木(mu)星的(de)(de)內(nei)部(bu)有更高的(de)(de)溫度,會分解這些化學物,會妨礙(ai)類似地球(qiu)(qiu)生命(ming)的(de)(de)形成(cheng)。 

在木(mu)星(xing),因為在木(mu)星(xing)的(de)(de)大氣(qi)(qi)層中只有(you)(you)少(shao)量的(de)(de)水(shui),還有(you)(you)任(ren)何的(de)(de)固體(ti)表面(mian)都(dou)在深處壓力極大的(de)(de)地(di)(di)區,因此(ci)被認為不可(ke)(ke)能(neng)存在任(ren)何類(lei)似(si)地(di)(di)球(qiu)的(de)(de)生(sheng)命。在1976年,在航海(hai)(hai)家任(ren)務之(zhi)前,曾經(jing)假(jia)設基于氨與水(shui)的(de)(de)生(sheng)命可(ke)(ke)能(neng)在木(mu)星(xing)大氣(qi)(qi)層的(de)(de)上層進化。這一假(jia)設是基于地(di)(di)球(qiu)的(de)(de)海(hai)(hai)洋態環境,頂層有(you)(you)簡單(dan)的(de)(de)光合作用(yong)浮(fu)游生(sheng)物,低層的(de)(de)魚可(ke)(ke)以喂食這些生(sheng)物,而肉食的(de)(de)海(hai)(hai)洋生(sheng)物可(ke)(ke)以獵食這些魚。

在(zai)木星的一些衛星,地表之下可能有海(hai)洋存在(zai),導(dao)致這些衛星更(geng)可能有生(sheng)物存在(zai)的猜測。

神話傳說

木星(xing),因為(wei)(wei)在(zai)夜晚以(yi)肉眼很容易就看見它(ta),當太陽的位置(zhi)很低時,偶爾也能在(zai)白天看見,因此(ci)自(zi)古以(yi)來就為(wei)(wei)人所知(zhi)。在(zai)巴(ba)比倫(lun),這個天體代表他們的神馬爾杜克(Marduk)。他們用木星(xing)軌道大約12年繞(rao)行黃道一周來定義它(ta)們生肖的星(xing)宮。

羅馬人依據(ju)神(shen)(shen)話(hua)將它(ta)命名為木星(拉丁語:Iuppiter, Iūpiter,也稱(cheng)為Jova),是羅馬神(shen)(shen)話(hua)中(zhong)主要(yao)的(de)(de)神(shen)(shen),它(ta)的(de)(de)名字來自原始印歐語系的(de)(de)呼(hu)格(ge)合(he)成*Dyēu-p?ter(主格(ge):*Dyēus-p?tēr,意思(si)是, "O 天神(shen)(shen)之父"或(huo)"O 日神(shen)(shen)之父")。相對(dui)而言,木星對(dui)應于希(xi)臘神(shen)(shen)話(hua)是宙斯(Ζε??),也被(bei)稱(cheng)為Dias(Δ?α?),其中(zhong)的(de)(de)行(xing)星名稱(cheng)仍(reng)然(ran)保留在現(xian)代的(de)(de)希(xi)臘語中(zhong)。

在(zai)中(zhong)、日(ri)、韓語系中(zhong),基(ji)于中(zhong)國的五行,這顆行星被(bei)稱(cheng)為(wei)木(mu)星。中(zhong)國的道教它擬人(ren)化成為(wei)福星,希臘人(ren)稱(cheng)之為(wei)Φα?θων,;法(fa)厄同(tong)(Phaethon)、"創新(blazing)"。在(zai)吠陀占(zhan)星,木(mu)星被(bei)稱(cheng)為(wei)祭主仙人(ren)(Brihaspati),是啟發(fa)靈性的宗教導(dao)師,通常稱(cheng)為(wei)上師(Guru),字(zi)面的意思是"重人(ren)"。

在英語,周四(Thursday)是源(yuan)自(zi)"雷神(shen)日"(Thor's day),是出(chu)在日耳(er)曼(man)神(shen)話(hua)。相較于羅馬(ma)神(shen)話(hua)就是朱庇特。羅馬(ma)星期(qi)的Jovis也重新命(ming)名為Thursday。

在突厥(jue)神話,木星稱為"Erendiz/Erentüz",這(zhe)意味著"eren(?)+ yultuz(star)",而關于"eren"有許(xu)多(duo)有意義的理論。同樣的,它(ta)們也算出木星的軌(gui)道周期是(shi)11年又300天。他們認為一些社會(hui)和(he)自(zi)然的事件連結到在天上(shang)運行的。

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