木(mu)星是一個巨大的(de)液態氫(qing)星體。隨著深度的(de)增加千米處,液態氫(qing)在高壓(ya)和高溫形成。據推測,木(mu)星的(de)中心(xin)是一個含硅酸鹽和鐵等物(wu)(wu)質組(zu)成的(de)核區,物(wu)(wu)質組(zu)成與(yu)密度呈連續(xu)過渡。
木(mu)星是(shi)四個氣(qi)體(ti)行(xing)星(又(you)稱類木(mu)行(xing)星)中(zhong)的一(yi)個:即不以固體(ti)物質為主要組成的行(xing)星,它(ta)是(shi)太(tai)(tai)陽系中(zhong)體(ti)積最大(da)的行(xing)星,赤道(dao)直徑為142984千米。木(mu)星的密度為1.326 g/cm3,在氣(qi)體(ti)行(xing)星中(zhong)排行(xing)第二,但遠(yuan)低于太(tai)(tai)陽系中(zhong)四個類地行(xing)星。
木星(xing)的(de)(de)(de)(de)高層大氣(qi)是(shi)由(you)體(ti)積或氣(qi)體(ti)分子(zi)百(bai)分率約88-92%的(de)(de)(de)(de)氫和約8-12%的(de)(de)(de)(de)氦(hai)所組成。由(you)于氦(hai)原子(zi)的(de)(de)(de)(de)質量是(shi)氫原子(zi)的(de)(de)(de)(de)四倍,探討木星(xing)的(de)(de)(de)(de)質量組成時比(bi)例會有(you)所改變:大氣(qi)層中氫和氦(hai)分別占了(le)總質量的(de)(de)(de)(de)75%及24%,余的(de)(de)(de)(de)1%為其他元(yuan)素(su),包括微量的(de)(de)(de)(de)甲烷、水蒸氣(qi)、氨(an)以(yi)及硅的(de)(de)(de)(de)化合物。另外(wai)木星(xing)也含有(you)微量的(de)(de)(de)(de)碳(tan)、乙烷、硫(liu)化氫、氖(nai)、氧、磷化氫、硫(liu)等(deng)物質。大氣(qi)最外(wai)層有(you)冷(leng)凍的(de)(de)(de)(de)氨(an)的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)。木星(xing)上也透過紅外(wai)線及紫外(wai)線測(ce)量發現微量苯和烴的(de)(de)(de)(de)存在。
木星(xing)(xing)(xing)大(da)氣層(ceng)中(zhong)氫和氦(hai)的(de)(de)比(bi)例(li)非常接近原(yuan)始太陽(yang)(yang)星(xing)(xing)(xing)云的(de)(de)理論組成(cheng),然(ran)而,木星(xing)(xing)(xing)大(da)氣中(zhong)的(de)(de)惰性氣體是(shi)太陽(yang)(yang)的(de)(de)二(er)至三(san)倍(bei),高(gao)層(ceng)大(da)氣中(zhong)的(de)(de)氖(nai)只占了總質量的(de)(de)百萬分之二(er)十(shi),約(yue)為太陽(yang)(yang)比(bi)例(li)的(de)(de)十(shi)分之一,氦(hai)也幾乎(hu)耗盡(jin),但仍有太陽(yang)(yang)中(zhong)氦(hai)的(de)(de)比(bi)例(li)的(de)(de)80%。這個差距可能是(shi)由于元素降水至行星(xing)(xing)(xing)內部所造成(cheng)。
由光譜學分析而言,土星(xing)(xing)被認為和木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)組成最為相似,但另外的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體行(xing)星(xing)(xing)、天王星(xing)(xing)與海(hai)王星(xing)(xing)相較之(zhi)下所(suo)含(han)氫(qing)和氦(hai)的(de)(de)(de)(de)比例較低(di),由于沒(mei)有(you)太空船實際深入大氣(qi)層的(de)(de)(de)(de)分析,除了木星(xing)(xing)之(zhi)外的(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)至今仍沒(mei)有(you)重(zhong)元素數量(liang)的(de)(de)(de)(de)精確數據(ju)。
木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)太陽(yang)(yang)(yang)系其他行星(xing)(xing)質(zhi)量(liang)總(zong)和(he)的(de)(de)(de)(de)(de)2.5倍,由于它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)(shi)如此(ci)巨(ju)大,因此(ci)太陽(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)心(xin)落在太陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)(yang)表面之外(wai)(wai),距離太陽(yang)(yang)(yang)中心(xin)1.068太陽(yang)(yang)(yang)半(ban)徑(jing)。雖然木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)直徑(jing)是(shi)(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)11倍,非常巨(ju)大,但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)很低,所(suo)以(yi)木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)積(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)1,321倍,但(dan)質(zhi)量(liang)只是(shi)(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)318倍。木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)徑(jing)是(shi)(shi)(shi)(shi)太陽(yang)(yang)(yang)半(ban)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)十分(fen)之一(yi),質(zhi)量(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)太陽(yang)(yang)(yang)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)千分(fen)之一(yi),所(suo)以(yi)兩者的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)是(shi)(shi)(shi)(shi)相似的(de)(de)(de)(de)(de)。"木(mu)(mu)星(xing)(xing)質(zhi)量(liang)"(MJ或MJup)通常被(bei)做為(wei)描述其它(ta)天體(ti),特(te)別是(shi)(shi)(shi)(shi)系外(wai)(wai)行星(xing)(xing)和(he)棕(zong)矮星(xing)(xing),的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)單位。因此(ci),例(li)如系外(wai)(wai)行星(xing)(xing)HD 209458 b的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)0.69MJup,而仙女(nv)座(zuo)κb的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)12.8MJup。
理論模(mo)型(xing)顯(xian)示(shi)如果(guo)木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)比現在更(geng)大(da),而不是(shi)僅有(you)(you)目前的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang),它將會(hui)繼續(xu)收縮(suo)。質(zhi)量(liang)(liang)(liang)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)些許改(gai)變,不會(hui)讓木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)徑(jing)有(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)變化,大(da)約(yue)要在500地(di)球質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(1.6MJup)才會(hui)有(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變。盡管隨(sui)著質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),內部(bu)會(hui)因為壓力的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而縮(suo)小體積。結果(guo)是(shi),木(mu)星(xing)(xing)(xing)被認(ren)為是(shi)一顆幾乎(hu)達到了行(xing)星(xing)(xing)(xing)結構和演化史所能(neng)決定的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)半(ban)徑(jing)。隨(sui)著質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),收縮(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程會(hui)繼續(xu)下(xia)去,直到達到可察覺(jue)的(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)形成(cheng)質(zhi)量(liang)(liang)(liang),大(da)約(yue)是(shi)50MJup的(de)(de)(de)(de)(de)高質(zhi)量(liang)(liang)(liang)棕矮星(xing)(xing)(xing)。
然而,需要75倍的(de)(de)木星質量(liang)才能(neng)使氫穩定(ding)的(de)(de)融合成為一顆恒星。最小(xiao)(xiao)的(de)(de)紅矮星,半徑大(da)約只(zhi)是木星的(de)(de)30%。盡管如此,木星仍然散發出更多(duo)的(de)(de)能(neng)量(liang)。它接(jie)受來自(zi)太陽的(de)(de)能(neng)量(liang),而內部產生(sheng)(sheng)的(de)(de)能(neng)量(liang)也幾乎和接(jie)受自(zi)太陽的(de)(de)總能(neng)量(liang)相等。這些(xie)額外的(de)(de)熱(re)量(liang)是由開(kai)爾(er)文(wen)-亥姆霍(huo)茲機制(zhi)通過(guo)收(shou)縮產生(sheng)(sheng)的(de)(de)。這個過(guo)程造成木星每年縮小(xiao)(xiao)約2厘米。當木星形成的(de)(de)時候,它比現(xian)在要略大(da)一點。
木(mu)星(xing)(xing)可(ke)能(neng)有一(yi)個(ge)石質的(de)內(nei)核(he),被一(yi)層(ceng)含有少量氦,主要是(shi)(shi)氫元素的(de)液態金(jin)屬(shu)氫包覆著。內(nei)核(he)上(shang)則是(shi)(shi)大部(bu)(bu)分的(de)行(xing)星(xing)(xing)物質集結地,以液態氫的(de)形式存在(zai)(zai)。這(zhe)(zhe)些木(mu)星(xing)(xing)上(shang)最(zui)普通的(de)形式基礎(chu)可(ke)能(neng)只在(zai)(zai)40億帕壓(ya)強(qiang)下才存在(zai)(zai),木(mu)星(xing)(xing)內(nei)部(bu)(bu)就是(shi)(shi)這(zhe)(zhe)種(zhong)環境(土星(xing)(xing)也是(shi)(shi))液態金(jin)屬(shu)氫由離子化的(de)質子與電(dian)(dian)子組成(cheng)。在(zai)(zai)木(mu)星(xing)(xing)內(nei)部(bu)(bu)的(de)溫度壓(ya)強(qiang)下氫氣(qi)是(shi)(shi)液態的(de),而非氣(qi)態,這(zhe)(zhe)使(shi)它成(cheng)為了木(mu)星(xing)(xing)磁(ci)場的(de)電(dian)(dian)子指揮者與根源(yuan),木(mu)星(xing)(xing)的(de)磁(ci)場強(qiang)度大約10高斯(si),比(bi)地球大10倍。同樣在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)一(yi)層(ceng)也可(ke)能(neng)含有一(yi)些氦和微量的(de)冰。木(mu)星(xing)(xing)還是(shi)(shi)天空中已知的(de)最(zui)強(qiang)的(de)射電(dian)(dian)源(yuan)之一(yi)。
木星內部的(de)溫度和壓(ya)(ya)(ya)力(li),由于開爾文-亥姆(mu)霍茲機制穩定地朝向核(he)心增加(jia)。在(zai)壓(ya)(ya)(ya)力(li)為10帕的(de)”表面”,溫度大約是340 K(67 °C;152 °F)。在(zai)氫相變的(de)區(qu)域(yu) -溫度達到臨界點- 氫成為金屬,相信(xin)溫度是10,000 K(9,700 °C;17,500 °F),壓(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)200GPa。在(zai)核(he)心邊(bian)界的(de)溫度估計為36,000 K(35,700 °C;64,300 °F),同(tong)時內部的(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)大約是3,000至4,500GPa。
木(mu)星(xing)有著(zhu)太陽系內(nei)最大的(de)(de)(de)行星(xing)大氣層,跨越的(de)(de)(de)高度超過(guo)5,000km(3,107mi)。由于木(mu)星(xing)沒有固體的(de)(de)(de)表面,它(ta)的(de)(de)(de)大氣層基礎通常被(bei)認(ren)為是大氣壓力等于1MPa(10bar),或十倍(bei)于地(di)球表面壓力之處。
云層
木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)組(zu)(zu)成中(zhong)(zhong),按分子數量來看,81%是(shi)(shi)氫氣(qi)(qi)(qi),18%是(shi)(shi)氦(hai)氣(qi)(qi)(qi),按質量則(ze)分別是(shi)(shi)75%和(he)24%。只有(you)約1%左右的(de)(de)(de)其他氣(qi)(qi)(qi)體,其中(zhong)(zhong)包括甲烷、水蒸氣(qi)(qi)(qi)、氨氣(qi)(qi)(qi)等。這與(yu)太(tai)陽系的(de)(de)(de)前身-原始太(tai)陽星(xing)(xing)云(yun)(yun)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)成相近(jin),但(dan)木(mu)星(xing)(xing)中(zhong)(zhong)較重元(yuan)素的(de)(de)(de)比例卻比原始太(tai)陽星(xing)(xing)云(yun)(yun)多數倍(bei)。同為氣(qi)(qi)(qi)體行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)土星(xing)(xing)也是(shi)(shi)類似的(de)(de)(de)組(zu)(zu)成,但(dan)天王星(xing)(xing)及海王星(xing)(xing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氫和(he)氦(hai)就少得多。由(you)(you)于(yu)木(mu)星(xing)(xing)有(you)較強的(de)(de)(de)內部(bu)能源,致使其赤道(dao)與(yu)兩極溫差(cha)不大(da)(da),不超過(guo)3℃,因(yin)此(ci)木(mu)星(xing)(xing)上南北風(feng)很小,主要是(shi)(shi)東西風(feng),最大(da)(da)風(feng)速達130~150米/秒。木(mu)星(xing)(xing)大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)充滿了(le)稠密活(huo)躍(yue)的(de)(de)(de)云(yun)(yun)系。各種顏色(se)的(de)(de)(de)云(yun)(yun)層像波浪一樣(yang)在激烈翻騰著。在木(mu)星(xing)(xing)大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)還觀測(ce)到有(you)閃電和(he)雷暴(bao)。由(you)(you)于(yu)木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)快(kuai)速自轉,因(yin)此(ci)能在它的(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)觀測(ce)到與(yu)赤道(dao)平行(xing)的(de)(de)(de)、明暗交替的(de)(de)(de)帶(dai)紋其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)亮帶(dai)是(shi)(shi)向上運動的(de)(de)(de)區(qu)域,暗紋則(ze)是(shi)(shi)較低(di)和(he)較暗的(de)(de)(de)云(yun)(yun)。
木(mu)星表面有(you)(you)紅、褐、白等五彩繽紛的(de)(de)條紋圖案,可(ke)以(yi)推(tui)測(ce)木(mu)星大(da)(da)氣中的(de)(de)風(feng)向(xiang)是平行于(yu)赤道方向(xiang),因區域(yu)的(de)(de)不同而交(jiao)互(hu)吹(chui)著西(xi)風(feng)及東(dong)風(feng),是木(mu)星大(da)(da)氣的(de)(de)一向(xiang)明顯特征。大(da)(da)氣中含有(you)(you)極微的(de)(de)甲烷(wan)、乙炔之類的(de)(de)有(you)(you)機(ji)成(cheng)份,而且有(you)(you)打雷現象生成(cheng)有(you)(you)機(ji)物的(de)(de)機(ji)率相(xiang)當大(da)(da)。
大紅斑與渦旋
木星(xing)的(de)(de)大(da)紅斑位于南(nan)緯23°處,東西長4萬公里,南(nan)北(bei)寬1.3萬公里。探測器發(fa)現,大(da)紅斑是一團激(ji)烈上升的(de)(de)氣流,呈深(shen)褐(he)色(se)(se)。這個(ge)彩(cai)色(se)(se)的(de)(de)氣旋(xuan)以逆時針(zhen)方向轉動。在大(da)紅斑中(zhong)心部分有個(ge)小(xiao)顆粒,是大(da)紅斑的(de)(de)核(he),其大(da)小(xiao)約幾百(bai)公里。這個(ge)核(he)在周圍的(de)(de)反(fan)時針(zhen)漩渦(wo)運動中(zhong)維持不動。大(da)紅斑的(de)(de)壽(shou)命很長,可維持幾百(bai)年或更久。大(da)紅斑的(de)(de)豔麗紅色(se)(se)令人(ren)印(yin)象深(shen)刻,顏色(se)(se)似乎來自紅磷。
鵝蛋形物體的(de)自轉是逆時針方向,周(zhou)期大(da)約是六天。大(da)紅斑的(de)維度是24,000至40,000千米 X 12,000至14,000千米。它的(de)直徑大(da)到可以(yi)容得(de)下(xia)2至3顆地(di)球(qiu)。這(zhe)個風暴的(de)最大(da)高度比周(zhou)圍的(de)云(yun)層高出約8km(5mi)。
風暴通常都(dou)發(fa)生在巨(ju)行星大氣層(ceng)的湍流內,木星也有(you)白色(se)和棕色(se)的鵝蛋(dan)(dan)形(xing)風暴,但較小的那些風暴通常都(dou)不會(hui)被命名。白色(se)的鵝蛋(dan)(dan)傾向于包含大氣層(ceng)上層(ceng),相對(dui)較低溫的云(yun)。棕色(se)鵝蛋(dan)(dan)形(xing)是較溫暖和位(wei)于普通云(yun)層(ceng)。這種風暴持(chi)續(xu)的時間可(ke)以只有(you)幾個(ge)小時,也可(ke)以長達數個(ge)世紀(ji)。
隨(sui)著行星(xing)(xing)際(ji)空間探(tan)測(ce)器(qi)的(de)(de)發射(she)(she),不斷揭示(shi)出太陽系天體中(zhong)許多(duo)前所(suo)未知的(de)(de)事實,木(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)發現(xian)就是(shi)其中(zhong)的(de)(de)一(yi)(yi)個早在1974年“先鋒11號(hao)”探(tan)測(ce)器(qi)訪問木(mu)(mu)星(xing)(xing)時(shi),就曾在離(li)(li)木(mu)(mu)星(xing)(xing)約13萬公(gong)里處觀測(ce)到高能帶電粒(li)子的(de)(de)吸收特(te)征。兩年后有人提出這一(yi)(yi)現(xian)象可(ke)用木(mu)(mu)星(xing)(xing)存在塵(chen)埃環(huan)來說(shuo)明。可(ke)惜當時(shi)無人作進一(yi)(yi)步的(de)(de)定量研究以推測(ce)這一(yi)(yi)假設環(huan)的(de)(de)物(wu)理性(xing)質1977年8月(yue)20日(ri)和(he)9月(yue)5日(ri)美國先后發射(she)(she)了“旅(lv)行者1號(hao)”和(he)“旅(lv)行者2號(hao)”空間探(tan)測(ce)器(qi)經過(guo)一(yi)(yi)年半(ban)的(de)(de)長(chang)途跋涉(she)“旅(lv)行者1號(hao)”穿過(guo)木(mu)(mu)星(xing)(xing)赤道面(mian),這時(shi)它所(suo)攜帶的(de)(de)窄角(jiao)照相(xiang)機在離(li)(li)木(mu)(mu)星(xing)(xing)120萬公(gong)里的(de)(de)地方(fang)拍到了亮度十分暗(an)弱的(de)(de)木(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)照片同年7月(yue)后其到達的(de)(de)“旅(lv)行者2號(hao)”又獲得了有關(guan)木(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)更(geng)多(duo)的(de)(de)信息。
根據對(dui)空(kong)間飛船(chuan)所拍得(de)照(zhao)片的(de)(de)(de)研究,現(xian)已知道木(mu)星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)系主要由(you)亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)、暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和暈三部分組成。環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)厚度不超過(guo)30公(gong)里(li)亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)離(li)木(mu)星(xing)中心約13萬(wan)公(gong)里(li),寬6000公(gong)里(li)。暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)在(zai)亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)內側(ce),寬可(ke)(ke)達5萬(wan)公(gong)里(li),其內邊緣幾乎同木(mu)星(xing)大氣層相接。亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)不透明度很低,其環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)粒只能截收通過(guo)陽光的(de)(de)(de)萬(wan)分之一(yi)左右(you)。靠(kao)近(jin)亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)外(wai)緣有一(yi)寬約700公(gong)里(li)的(de)(de)(de)亮帶它(ta)比(bi)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)其余部分約亮10%,暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)亮度只及亮度環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)幾分之一(yi)。暈的(de)(de)(de)延伸(shen)范圍可(ke)(ke)達環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)面上下(xia)各1萬(wan)公(gong)里(li)它(ta)在(zai)暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)兩旁延伸(shen)到最遠(yuan)點,外(wai)邊界則(ze)比(bi)亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)略遠(yuan)。據推算(suan),環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)粒的(de)(de)(de)大小約為(wei)2微(wei)(wei)(wei)米(mi),真可(ke)(ke)算(suan)是微(wei)(wei)(wei)粒。這(zhe)(zhe)種微(wei)(wei)(wei)米(mi)量(liang)級的(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)粒因輻射壓力(li)、微(wei)(wei)(wei)隕星(xing)撞擊(ji)等原因壽命(ming)大大短于(yu)太陽系壽命(ming)。為(wei)了證實木(mu)星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)是一(yi)種相對(dui)穩定結構這(zhe)(zhe)一(yi)說法人(ren)們提出了維持這(zhe)(zhe)種小塵埃(ai)粒子數量(liang)的(de)(de)(de)動態穩定的(de)(de)(de)幾種可(ke)(ke)能的(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)粒補充源。
木(mu)(mu)星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)比土(tu)星暗( 反照(zhao)率為(wei)0.05 )它們由(you)許(xu)多粒狀的(de)(de)巖石質材料組成。過(guo)去有人猜測,在木(mu)(mu)星附近有一個塵埃(ai)層或環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan),但一直未能證實(shi)。1979年(nian)3月(yue),“旅行者(zhe)1號(hao)”考察木(mu)(mu)星時,拍(pai)攝到(dao)木(mu)(mu)星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)照(zhao)片,不(bu)久,“旅行者(zhe)2號(hao)”又獲得了木(mu)(mu)星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)更(geng)多情況,終于證實(shi)木(mu)(mu)星也(ye)有光環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)。木(mu)(mu)星光環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)形狀像個薄圓盤,其厚度(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)(mu)星12.8萬公(gong)里(li)。光環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)分為(wei)內環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和(he)外環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan),外環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)較亮,內環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)較暗幾(ji)乎(hu)與木(mu)(mu)星大氣(qi)層相接。光環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)光譜型(xing)為(wei)G型(xing),光環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)也(ye)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)繞著木(mu)(mu)星公(gong)轉(zhuan),7小(xiao)時轉(zhuan)一圈。木(mu)(mu)星光環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)是由(you)許(xu)多黑色碎石塊(kuai)構成的(de)(de),石塊(kuai)直徑在數十米(mi)到(dao)數百米(mi)之間(jian)。由(you)于黑石塊(kuai)不(bu)反射太陽(yang)光,因而(er)長期(qi)以來一直未被我們發現。
木星(xing)的兩極有極光(guang),這似乎(hu)是從木衛一上火山噴(pen)發出的物質(zhi)沿著木星(xing)的引力(li)線(xian)進入木星(xing)大(da)氣而形成(cheng)的。木星(xing)有光(guang)環(huan)(huan),光(guang)環(huan)(huan)系統是太陽系巨行星(xing)的一個共同特征,主要由黑(hei)色碎石塊和雪(xue)團等(deng)物質(zhi)組成(cheng)。木星(xing)的光(guang)環(huan)(huan)很難觀(guan)測到它沒有土星(xing)那么顯著壯觀(guan),但也可(ke)以(yi)分(fen)成(cheng)四圈。木星(xing)環(huan)(huan)約(yue)有9400公(gong)(gong)里寬,但厚度不到30公(gong)(gong)里,光(guang)環(huan)(huan)繞木星(xing)旋轉(zhuan)一周 需要大(da)約(yue)7小時。
木(mu)星有(you)(you)一(yi)個同土星般的(de)(de)(de)環,不過又(you)小又(you)微弱。它們的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)純屬意料之外,只是(shi)由于兩(liang)(liang)個旅行(xing)者1號的(de)(de)(de)科學家一(yi)再堅持航行(xing)10億千米后,應該去看一(yi)下是(shi)否(fou)有(you)(you)光(guang)環存在。其他人都(dou)認(ren)為發(fa)現(xian)光(guang)環的(de)(de)(de)可能性為零(ling),但(dan)事(shi)實(shi)上(shang)它們是(shi)存在的(de)(de)(de)。這兩(liang)(liang)個科學家想(xiang)出的(de)(de)(de)真是(shi)一(yi)條妙計(ji)啊。它們后來(lai)被地面上(shang)的(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)拍了照。
木星(xing)光(guang)環(huan)(huan)中的(de)粒子可能并不(bu)是穩定地(di)存在(由(you)大氣層(ceng)和磁場(chang)的(de)作用)。這(zhe)樣一(yi)來(lai),如果光(guang)環(huan)(huan)要保持形(xing)狀,它(ta)們(men)需被(bei)不(bu)停地(di)補充。兩顆處在光(guang)環(huan)(huan)中公轉的(de)小(xiao)衛星(xing):木衛十六和木衛十七,顯而(er)易見是光(guang)環(huan)(huan)資源的(de)最(zui)佳候選。
伽利略號飛行器對木(mu)星(xing)大(da)氣(qi)的(de)(de)探測發現在(zai)木(mu)星(xing)光環和最外層(ceng)大(da)氣(qi)層(ceng)之間另存在(zai)了一個強輻(fu)射帶,大(da)致相(xiang)當于(yu)電離層(ceng)輻(fu)射帶的(de)(de)十倍強。驚人的(de)(de)是,新(xin)發現的(de)(de)帶中含有來自不知(zhi)何(he)方(fang)的(de)(de)高能量氦(hai)離子。
1979年(nian)3月(yue),“旅行者一(yi)號(hao)”探(tan)測(ce)(ce)器(qi)穿越(yue)木(mu)星(xing)赤道平(ping)面時,在離地球6億(yi)千米處發回大量的珍貴照片。出乎人們所料發現木(mu)星(xing)和土星(xing)一(yi)樣也(ye)擁有光環。4個月(yue)后(hou),旅行者2號(hao)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)飛(fei)臨(lin)木(mu)星(xing)證實了這個結(jie)論(lun)。
木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)光(guang)(guang)環(huan)和(he)土星(xing)(xing)(xing)(xing)光(guang)(guang)環(huan)有很大不同。木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)光(guang)(guang)環(huan)是(shi)彌散透明的(de),由亮環(huan)、暗環(huan)和(he)暈三部分(fen)組成。亮環(huan)在暗環(huan)的(de)外邊暈為一層(ceng)極薄(bo)的(de)塵云,將(jiang)亮環(huan)和(he)暗環(huan)整個包圍(wei)起來。木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)環(huan)是(shi)由大量的(de)塵埃(ai)和(he)黑色的(de)碎石(shi)組成,不反光(guang)(guang),肉眼(yan)無法(fa)看到(dao)以周(zhou)期(qi)為7小時左右的(de)速度圍(wei)繞木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)旋轉(zhuan)。暗淡單薄(bo)的(de)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)環(huan)套在龐大的(de)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)身軀上,發現它確實(shi)是(shi)極不容易的(de)。
木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)人類迄今為止發現的(de)(de)(de)(de)(de)天然衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)最(zui)多的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),已(yi)發現69顆衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)運動(dong)正逐(zhu)漸地變(bian)緩。同(tong)樣相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)引潮(chao)力(li)也改變(bian)了衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道,使(shi)它們慢慢地逐(zhu)漸遠離木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。木(mu)衛(wei)(wei)一,木(mu)衛(wei)(wei)二(er),木(mu)衛(wei)(wei)三由引潮(chao)力(li)影響而使(shi)公(gong)轉(zhuan)共動(dong)關系固定為1:2:4,并共同(tong)變(bian)化。木(mu)衛(wei)(wei)四也是(shi)這其(qi)中一個部分,在未(wei)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)數億年里,木(mu)衛(wei)(wei)四也將被鎖定,以木(mu)衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)兩倍(bei)公(gong)轉(zhuan)周期,以木(mu)衛(wei)(wei)一的(de)(de)(de)(de)(de)八(ba)倍(bei)來(lai)運行。木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)由宙(zhou)斯(si)一生中所接觸過的(de)(de)(de)(de)(de)人來(lai)命名(ming)(大(da)多是(shi)他的(de)(de)(de)(de)(de)情人)。
木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)可(ke)分(fen)為(wei)三群(qun)(qun):最(zui)靠近木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)一群(qun)(qun)——木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)六(liu)(liu)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)四(si)(si)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)五(wu)和四(si)(si)顆伽(jia)利略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)等8顆軌道偏(pian)心(xin)率都(dou)小于0.01,順(shun)行,屬(shu)于規則衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing);其余均屬(shu)不規則衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。離木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)稍遠(yuan)的(de)(de)一群(qun)(qun)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)——木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)三、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六(liu)(liu)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)及木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)七,偏(pian)心(xin)離為(wei)0.11~0.21,順(shun)行。離木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)最(zui)遠(yuan)的(de)(de)一群(qun)(qun)——木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)二、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)一、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(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)(wei)九(jiu),偏(pian)心(xin)率0.17~0.38、逆行。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(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)(wei)三、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四(si)(si)于1610年(nian)(nian)由伽(jia)利略(lve)發現(xian),稱為(wei)伽(jia)利略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。1892年(nian)(nian)巴(ba)納德用望遠(yuan)鏡發現(xian)了木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)其他衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)都(dou)是1904年(nian)(nian)以后用照(zhao)相(xiang)方(fang)法陸(lu)續發現(xian)的(de)(de)。“旅(lv)行者號”飛船(chuan)于1979年(nian)(nian)發現(xian)了木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)四(si)(si),1980年(nian)(nian)又先后發現(xian)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)五(wu)和木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)六(liu)(liu)。除四(si)(si)個伽(jia)利略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)外,其余的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)半(ban)徑(jing)(jing)多是幾公里(li)(li)到20公里(li)(li)的(de)(de)大石頭。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三較大其半(ban)徑(jing)(jing)為(wei)2631公里(li)(li)。
木(mu)星的四(si)個伽利略衛星和木(mu)衛五的軌道(dao)(dao)幾乎在木(mu)星的赤(chi)道(dao)(dao)面上。
木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁場(chang)(chang)強(qiang)(qiang)度是地球的(de)(de)(de)14倍,范圍從赤道的(de)(de)(de)4.2高斯(si)(0.42mT)到極區的(de)(de)(de)10至14高斯(si)(1.0-1.4mT),是太陽系最強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)磁場(chang)(chang)(除(chu)了太陽黑子(zi)(zi))。這個(ge)場(chang)(chang)被認(ren)為是由渦流產生的(de)(de)(de) -旋流運動的(de)(de)(de)導(dao)電(dian)材料(liao)- 核(he)心的(de)(de)(de)液(ye)態金屬氫(qing)。在(zai)埃(ai)歐衛(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)火山(shan)釋放出大量(liang)的(de)(de)(de)二氧化硫(liu)(liu),形(xing)(xing)(xing)成沿著(zhu)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)軌(gui)道的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)環。這些(xie)氣(qi)體(ti)在(zai)磁層內被電(dian)離,生成硫(liu)(liu)和氧的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)。它們與(yu)源自(zi)木(mu)星(xing)(xing)(xing)大氣(qi)層的(de)(de)(de)氫(qing)離子(zi)(zi),在(zai)木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)赤道平面(mian)形(xing)(xing)(xing)成等離子(zi)(zi)片(pian)(pian)。這些(xie)片(pian)(pian)狀的(de)(de)(de)等離子(zi)(zi)與(yu)行星(xing)(xing)(xing)一起(qi)轉(zhuan)動,造成進入磁場(chang)(chang)平面(mian)的(de)(de)(de)變形(xing)(xing)(xing)偶極磁場(chang)(chang)。在(zai)等離子(zi)(zi)片(pian)(pian)內的(de)(de)(de)電(dian)流產生強(qiang)(qiang)大的(de)(de)(de)無(wu)線(xian)電(dian)訊號(hao),造成范圍在(zai)0.6至30MHz的(de)(de)(de)爆發。
木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)范圍大(da)而且結(jie)構復雜,在(zai)距離木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)140-700萬公(gong)里之(zhi)間的(de)(de)(de)巨(ju)大(da)空間都是木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)(ceng)(ceng);而地球的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)只在(zai)距地心5~7萬公(gong)里的(de)(de)(de)范圍內。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)四個大(da)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)都被(bei)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)所(suo)屏蔽(bi),使之(zhi)免遭太陽風的(de)(de)(de)襲擊(ji)。地球周圍有(you)條(tiao)稱為范艾倫帶的(de)(de)(de)輻射(she)(she)帶,木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)周圍也有(you)這樣的(de)(de)(de)輻射(she)(she)帶。美國的(de)(de)(de)“旅行者(zhe)(zhe)1號”還(huan)發現木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)背向太陽的(de)(de)(de)一面有(you)3萬公(gong)里長的(de)(de)(de)北極光。1981年初,當“旅行者(zhe)(zhe)2號”早已離開(kai)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)飛奔(ben)土星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)途中,曾再次受(shou)到木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)影響。由此看來(lai),木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)尾至少拖(tuo)長到了6000萬公(gong)里以外。
木星的磁(ci)氣圈(quan)分布范圍(wei)比地(di)球磁(ci)氣圈(quan)的范圍(wei)大(da)上100多(duo)倍(bei),是太陽系(xi)中(zhong)最大(da)的磁(ci)氣圈(quan)。由于太陽風和(he)磁(ci)氣圈(quan)的作用木星也和(he)地(di)球一樣在極區有極光(guang)產(chan)生,強度約為(wei)地(di)球的100倍(bei)。
木星(xing)(xing)是(shi)(shi)行星(xing)(xing)中唯(wei)一與太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)質心位于(yu)太陽(yang)本體之外的(de)(de)(de)(de),但也只在太陽(yang)半徑之外7%。木星(xing)(xing)至太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)平均距(ju)離是(shi)(shi)7億7800萬千米(大(da)約是(shi)(shi)地(di)球至太陽(yang)距(ju)離的(de)(de)(de)(de)5.2倍,或5.2天文(wen)單位),公(gong)轉太陽(yang)一周(zhou)要11.8地(di)球年。這是(shi)(shi)土(tu)星(xing)(xing)公(gong)轉周(zhou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)五(wu)分之二,也就是(shi)(shi)說太陽(yang)系(xi)最大(da)的(de)(de)(de)(de)兩顆行星(xing)(xing)之間形成5:2的(de)(de)(de)(de)共振軌(gui)道(dao)周(zhou)期(qi)(qi)。木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)橢圓軌(gui)道(dao)相(xiang)對于(yu)地(di)球軌(gui)道(dao)傾斜1.31°,因為離心率0.048,因此(ci)近日點和(he)遠(yuan)日點的(de)(de)(de)(de)距(ju)離相(xiang)差7,500萬千米。木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)傾角相(xiang)較于(yu)地(di)球和(he)火星(xing)(xing)非常小,只有3.13°,因此(ci)沒有明顯的(de)(de)(de)(de)季節變化。
木(mu)星的(de)自(zi)轉是太陽系所有行(xing)星中最(zui)快的(de),對其軸(zhou)完成一次(ci)旋轉的(de)時間少(shao)于10小(xiao)時;這(zhe)造成的(de)赤道隆起,在地球以業余的(de)小(xiao)望(wang)遠鏡就可以很容易看出來。這(zhe)顆行(xing)星是顆扁球體(ti),意思是他的(de)赤道直(zhi)徑(jing)比(bi)(bi)兩極(ji)之間的(de)直(zhi)徑(jing)長。木(mu)星的(de)赤道直(zhi)徑(jing)比(bi)(bi)通過兩極(ji)的(de)直(zhi)徑(jing)長9,275km(5,763mi)。
因為(wei)木星不是(shi)(shi)固(gu)體,他的(de)(de)(de)上層(ceng)大氣(qi)有著較差(cha)自轉。木星極(ji)區大氣(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)自轉周(zhou)(zhou)期(qi)比赤道(dao)的(de)(de)(de)長約5分(fen)鐘,有三個系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)做為(wei)參考框架,特別是(shi)(shi)在(zai)描繪(hui)大氣(qi)運動的(de)(de)(de)特征。系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)I適用(yong)于緯度(du)10°N至10°S的(de)(de)(de)范圍,是(shi)(shi)最(zui)短(duan)的(de)(de)(de)9h50m30.0s。系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)II適用(yong)于從(cong)南至北所有的(de)(de)(de)緯度(du),它的(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期(qi)是(shi)(shi)9h55m40.6s。系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)III最(zui)早(zao)是(shi)(shi)電波天(tian)文學(xue)定(ding)義的(de)(de)(de),對(dui)應于行星磁層(ceng)的(de)(de)(de)自轉,它的(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期(qi)是(shi)(shi)木星的(de)(de)(de)官方周(zhou)(zhou)期(qi)。
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(ta)的光度(du)十分(fen)明亮(liang),所以即使是在大都市中(zhong)也可以在夜空中(zhong)找到他(ta)的位(wei)置。在小型(xing)天文望遠鏡中(zhong),可以看到木星(xing)較清晰的結構如大紅斑以及與(yu)四大衛星(xing),且衛星(xing)與(yu)木星(xing)的相(xiang)對位(wei)置會隨時間而改變(bian),就像(xiang)一(yi)(yi)個(ge)"小太陽系"一(yi)(yi)樣,十分(fen)有趣。
先驅者號
美國宇航局于1972年3月發射了“先驅者”10號探測器,這是第一個探測木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)使者,它穿越危險的(de)小行星(xing)(xing)帶和木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)周(zhou)圍(wei)的(de)強(qiang)輻射區,經過一年零九(jiu)個月,行程10億千米,于(yu)1973年10月飛臨木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing),探測到木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)規(gui)模(mo)宏大的(de)磁(ci)層研究了(le)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)大氣(qi)傳回了(le)三(san)百多幅木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)圖形。
1973年(nian)4月(yue)美國又發(fa)射(she)了(le)“先驅(qu)者(zhe)”11號探測器,1974年(nian)12月(yue)5日到(dao)(dao)達木(mu)星它離(li)木(mu)星表(biao)面(mian)距離(li)最短是只有4.6萬(wan)千米(mi),比“先驅(qu)者(zhe)”10號更近。送回了(le)有關木(mu)星磁場、輻射(she)帶(dai)、中(zhong)立、溫(wen)度(du)、大(da)氣結構等情況(kuang),并觀測到(dao)(dao)了(le)木(mu)星南極地帶(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(hao)和1號(hao)探測(ce)器(qi)這兩(liang)個姊妹(mei)探測(ce)器(qi)沿著兩(liang)條不同的軌道飛行(xing)(xing)。擔負探測(ce)太(tai)陽系外(wai)圍行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)的任務發(fa)射一(yi)百天后,旅(lv)(lv)行(xing)(xing)者(zhe)1號(hao)超(chao)過旅(lv)(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號(hao),并先期到(dao)達(da)木星(xing)(xing)(xing)考察。1979年3月(yue)5日,旅(lv)(lv)行(xing)(xing)者(zhe)1號(hao)在(zai)距木星(xing)(xing)(xing)27.5萬公里處(chu)與(yu)木星(xing)(xing)(xing)會合,拍攝(she)了木星(xing)(xing)(xing)及其(qi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的幾千(qian)張(zhang)照片并傳(chuan)回地球。通(tong)過這些照片可以發(fa)現木星(xing)(xing)(xing)周(zhou)圍也有(you)一(yi)個光環(huan),還探測(ce)到(dao)木星(xing)(xing)(xing)的衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)上(shang)有(you)火(huo)山爆(bao)發(fa)活動(dong)。旅(lv)(lv)行(xing)(xing)者(zhe)2號(hao)于1979年7月(yue)9日到(dao)達(da)木星(xing)(xing)(xing)附近,從木星(xing)(xing)(xing)及其(qi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)中間穿過,在(zai)距木星(xing)(xing)(xing)72萬公里處(chu)拍攝(she)了幾千(qian)張(zhang)照片。
伽利略號
“伽利略”號探測器于1989年升空,1995年12月抵達(da)環木星(xing)(xing)軌道。它旅行了28億英里,它的終結(jie)日期比原(yuan)來預計(ji)的晚了六年。伽(jia)利略號繞木星(xing)(xing)飛行了34圈,獲(huo)得了有(you)關木星(xing)(xing)大氣層的第(di)一手(shou)探測(ce)資料,在(zai)1995年將一個探測(ce)器放到了木星(xing)(xing)上。它發現在(zai)木星(xing)(xing)的衛星(xing)(xing)歐羅巴(ba)(Europa)、Ganymede、Callisto的地下有(you)咸水,還(huan)發現木星(xing)(xing)衛星(xing)(xing)上有(you)劇烈的火山爆(bao)發。
“伽利略”號(hao)探測器在2003年(nian)年(nian)9月21日墜毀于(yu)木星,以(yi)此結(jie)束(shu)其近14年(nian)的太(tai)空探索生涯。這將是(shi)美國宇航局(ju)自(zi)1999年(nian)以(yi)來首次控(kong)制探測器在地球之外的天體上墜毀。
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(da)(da)目標,NASA將(jiang)在2011年8月發射一(yi)個新的(de)木(mu)星(xing)(xing)(xing)探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)“朱(zhu)(zhu)諾”,展(zhan)開對(dui)木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)深入(ru)探(tan)(tan)測(ce)(ce),該探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)首先(xian)繞地球運行至2013年,利(li)用地球引力將(jiang)“朱(zhu)(zhu)諾”彈(dan)射到外太陽系;預計(ji)在2016年中期到達木(mu)星(xing)(xing)(xing)軌道。此后,“朱(zhu)(zhu)諾”每年大(da)(da)約繞木(mu)星(xing)(xing)(xing)運轉32圈,探(tan)(tan)測(ce)(ce)木(mu)星(xing)(xing)(xing)內部(bu)的(de)結(jie)(jie)構情況(kuang);測(ce)(ce)定木(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)(da)氣成(cheng)分;研究木(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)(da)氣對(dui)流情況(kuang)以(yi)及探(tan)(tan)討木(mu)星(xing)(xing)(xing)磁場起源和(he)磁層(ceng),通過它的(de)探(tan)(tan)測(ce)(ce),科學家希望了(le)解木(mu)星(xing)(xing)(xing)這顆巨行星(xing)(xing)(xing)的(de)形(xing)成(cheng)、演化和(he)本體內部(bu)結(jie)(jie)構以(yi)及木(mu)星(xing)(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)等。全部(bu)任務計(ji)劃于2017年10月結(jie)(jie)束。
“朱諾號”探(tan)測器(qi)于2018年2月7日(ri)上(shang)午在(zai)第11次近(jin)距離飛越(yue)這顆氣態巨行星(xing)時(shi),采用了彩色增強(qiang)的延(yan)時(shi)圖像序列拍(pai)攝。
2018年2月,美國航(hang)空航(hang)天局(NASA)公(gong)布了(le)由“朱諾”號衛星拍攝到(dao)的(de)一組木星南極(ji)的(de)圖像,醒目的(de)藍色漩渦以華麗的(de)圖案扭曲變幻,創造了(le)令(ling)人驚(jing)嘆的(de)奇(qi)觀。
對木星的(de)(de)考察表明:木星正在向(xiang)其宇宙空(kong)間釋放(fang)(fang)巨大(da)能(neng)量。它(ta)所(suo)放(fang)(fang)出的(de)(de)能(neng)量是它(ta)所(suo)獲(huo)得太陽能(neng)量的(de)(de)兩倍(bei)這說明木星釋放(fang)(fang)能(neng)量的(de)(de)一(yi)半來(lai)自(zi)于它(ta)的(de)(de)內部(bu)。木星內部(bu)存在熱源(yuan)。
眾所(suo)周知(zhi),太(tai)陽之(zhi)(zhi)所(suo)以(yi)不(bu)斷放(fang)射出(chu)大(da)量的(de)光和熱(re),是(shi)因為太(tai)陽內(nei)部時(shi)刻進行著核聚變(bian)反(fan)(fan)應(ying),在核聚變(bian)過(guo)程中(zhong)釋放(fang)出(chu)大(da)量的(de)能量。木星(xing)是(shi)一個巨大(da)的(de)液態氫星(xing)球,本身(shen)已(yi)具(ju)備了無(wu)法比擬(ni)的(de)天然核燃料,加(jia)之(zhi)(zhi)木星(xing)的(de)中(zhong)心溫度已(yi)達到(dao)了28萬K,具(ju)備了進行熱(re)核反(fan)(fan)應(ying)所(suo)需的(de)高溫條件。至于(yu)熱(re)核反(fan)(fan)應(ying)所(suo)需的(de)高壓條件,就(jiu)木星(xing)的(de)收縮速(su)度和對太(tai)陽放(fang)出(chu)的(de)能量及攜能粒子的(de)吸積特性來看,木星(xing)在經(jing)過(guo)幾十億(yi)年的(de)演化之(zhi)(zhi)后(hou),中(zhong)心壓可達到(dao)最初核反(fan)(fan)應(ying)時(shi)所(suo)需的(de)壓力水平。
木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)和太陽(yang)的(de)(de)成(cheng)分(fen)十分(fen)相似,但(dan)是卻沒有(you)像太陽(yang)那(nei)樣(yang)燃(ran)燒起(qi)來,是因為它的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)太小。木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)要(yao)成(cheng)為像太陽(yang)那(nei)樣(yang)的(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)(xing),需要(yao)將質(zhi)(zhi)量(liang)增加(jia)到如(ru)今的(de)(de)100倍才(cai)(cai)行,根據天文學家的(de)(de)計算,只有(you)質(zhi)(zhi)量(liang)大(da)于太陽(yang)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)7%,才(cai)(cai)能進行聚(ju)變(bian)反應,發出光和熱。一(yi)旦木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)上爆發了大(da)規模的(de)(de)熱核反應,以(yi)千(qian)奇(qi)百怪的(de)(de)旋渦形式(shi)運動的(de)(de)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)氣層將充當(dang)釋放(fang)核熱能的(de)(de)“發射器”所以(yi),有(you)些科學家猜測,再經(jing)過幾十億年(nian)之后,木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)將會(hui)改(gai)變(bian)它的(de)(de)身(shen)份(fen),從一(yi)顆(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)成(cheng)一(yi)顆(ke)名副其(qi)實(shi)的(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)。
撞擊事件
1993年3月(yue)24日(ri),美國天文(wen)(wen)學(xue)家尤金·蘇(su)梅(mei)(mei)克(ke)和卡羅琳·蘇(su)梅(mei)(mei)克(ke)以及天文(wen)(wen)愛(ai)好者戴維·列維,利用美國加州帕洛瑪(ma)天文(wen)(wen)臺的46厘米天文(wen)(wen)望遠鏡發現(xian)了一(yi)顆彗(hui)(hui)星,遂以他們的姓氏命名為蘇(su)梅(mei)(mei)克(ke)-列維9號彗(hui)(hui)星。這顆彗(hui)(hui)星被(bei)發現(xian)一(yi)年零兩個多月(yue)后,于(yu)1994年7月(yue)16日(ri)至22日(ri),斷裂成(cheng)21個碎塊(kuai),其中最大(da)的一(yi)塊(kuai)寬約4公里,以每秒60公里的速度連珠(zhu)炮一(yi)般向(xiang)木星撞去。
2009年(nian)7月(yue)21日,澳大(da)利亞(ya)一位業余(yu)天文愛好者(zhe)安東尼·衛斯理,在(zai)凌晨1點利用自家(jia)后院的(de)(de)14.5英寸反射(she)式望遠鏡發現木星(xing)(xing)(xing)被彗星(xing)(xing)(xing)或(huo)者(zhe)小(xiao)(xiao)行(xing)星(xing)(xing)(xing)撞(zhuang)擊,在(zai)木星(xing)(xing)(xing)表面(mian)留下地球般大(da)小(xiao)(xiao)的(de)(de)撞(zhuang)擊痕跡。美(mei)國航空(kong)(kong)航天局噴氣(qi)推進(jin)實驗室在(zai)20日晚(wan)上9點證實了衛斯理的(de)(de)發現,并于(yu)21日證實木星(xing)(xing)(xing)在(zai)過去相當短一段時間內再次遭遇其他星(xing)(xing)(xing)體撞(zhuang)擊,使木星(xing)(xing)(xing)南極附近落下黑色疤斑撞(zhuang)擊處上空(kong)(kong)的(de)(de)木星(xing)(xing)(xing)大(da)氣(qi)層(ceng)出現一個地球大(da)小(xiao)(xiao)的(de)(de)空(kong)(kong)洞。
2010年6月3日,澳洲的業余天文學家(jia)天文愛好者觀測(ce)到(dao)一顆彗星的撞擊,造成小(xiao)于以(yi)前觀測(ce)到(dao)的事件。稍后,另一位菲律賓(bin)的業余天文學家(jia)也錄影捕(bu)捉到(dao)這次事件。
外星生命
在(zai)1953年,米勒-尤里實驗(yan)證(zheng)明了(le)閃(shan)電和存在(zai)于原始地(di)球(qiu)(qiu)大(da)氣中的(de)(de)化合物組合可以形(xing)成有(you)機物(包括氨基(ji)酸),可以做為生(sheng)命的(de)(de)基(ji)石。這模擬的(de)(de)大(da)氣成分(fen)為水、甲烷、氨和氫分(fen)子(zi);所有(you)的(de)(de)這些(xie)物質(zhi)都在(zai)現(xian)今的(de)(de)木星大(da)氣層中被發現(xian)。木星的(de)(de)大(da)氣層有(you)強大(da)的(de)(de)垂直空氣流動,運載這些(xie)化合物進入較(jiao)低(di)的(de)(de)地(di)區(qu)。 但在(zai)木星的(de)(de)內部有(you)更高(gao)的(de)(de)溫度,會(hui)分(fen)解(jie)這些(xie)化學物,會(hui)妨礙類(lei)似地(di)球(qiu)(qiu)生(sheng)命的(de)(de)形(xing)成。
在(zai)(zai)木(mu)星,因為在(zai)(zai)木(mu)星的(de)大氣層中(zhong)只有(you)少(shao)量的(de)水(shui)(shui),還有(you)任何的(de)固體表面都(dou)在(zai)(zai)深處壓力極大的(de)地區,因此被認為不可(ke)能(neng)存在(zai)(zai)任何類似地球(qiu)的(de)生(sheng)命。在(zai)(zai)1976年(nian),在(zai)(zai)航海(hai)家任務之前,曾經假設基(ji)于氨(an)與水(shui)(shui)的(de)生(sheng)命可(ke)能(neng)在(zai)(zai)木(mu)星大氣層的(de)上層進化。這(zhe)一(yi)假設是基(ji)于地球(qiu)的(de)海(hai)洋態環境,頂層有(you)簡單的(de)光合(he)作用浮(fu)游(you)生(sheng)物,低層的(de)魚可(ke)以喂食(shi)這(zhe)些(xie)生(sheng)物,而肉食(shi)的(de)海(hai)洋生(sheng)物可(ke)以獵食(shi)這(zhe)些(xie)魚。
在木星的一(yi)些衛星,地表之下(xia)可能(neng)有海洋存在,導致這些衛星更(geng)可能(neng)有生物存在的猜測。
神話傳說
木星,因為在(zai)(zai)夜晚(wan)以肉(rou)眼很容易就看見(jian)它(ta),當太陽的位置很低(di)時(shi),偶爾也能在(zai)(zai)白天(tian)看見(jian),因此自古以來(lai)(lai)就為人所知。在(zai)(zai)巴比倫,這(zhe)個天(tian)體代(dai)表(biao)他(ta)們(men)的神馬(ma)爾杜(du)克(Marduk)。他(ta)們(men)用(yong)木星軌(gui)道(dao)大約12年繞行黃道(dao)一周(zhou)來(lai)(lai)定義它(ta)們(men)生肖的星宮(gong)。
羅馬人依據(ju)神話(hua)將它命名為木星(拉丁語(yu):Iuppiter, Iūpiter,也稱(cheng)為Jova),是(shi)羅馬神話(hua)中主要(yao)的(de)神,它的(de)名字來自原始印(yin)歐語(yu)系的(de)呼格合成*Dyēu-p?ter(主格:*Dyēus-p?tēr,意思是(shi), "O 天神之父"或"O 日神之父")。相對(dui)而言,木星對(dui)應于希(xi)臘神話(hua)是(shi)宙斯(Ζε??),也被稱(cheng)為Dias(Δ?α?),其中的(de)行(xing)星名稱(cheng)仍然保(bao)留在現代的(de)希(xi)臘語(yu)中。
在中、日、韓(han)語系中,基于中國的(de)五(wu)行,這顆行星(xing)被(bei)稱(cheng)為(wei)木星(xing)。中國的(de)道教(jiao)它擬(ni)人化成(cheng)為(wei)福星(xing),希臘人稱(cheng)之為(wei)Φα?θων,;法厄同(tong)(Phaethon)、"創新(blazing)"。在吠陀占(zhan)星(xing),木星(xing)被(bei)稱(cheng)為(wei)祭主仙(xian)人(Brihaspati),是啟發靈(ling)性的(de)宗教(jiao)導師(shi),通常稱(cheng)為(wei)上(shang)師(shi)(Guru),字面的(de)意思是"重(zhong)人"。
在英語,周(zhou)四(Thursday)是(shi)源自"雷神(shen)(shen)日"(Thor's day),是(shi)出在日耳曼神(shen)(shen)話(hua)。相較于羅馬神(shen)(shen)話(hua)就是(shi)朱庇特。羅馬星期的Jovis也重新命名(ming)為Thursday。
在(zai)突(tu)厥神話(hua),木星(xing)稱為(wei)"Erendiz/Erentüz",這意(yi)味著"eren(?)+ yultuz(star)",而關于"eren"有(you)許多有(you)意(yi)義的理(li)論。同樣的,它們也算出木星(xing)的軌(gui)道周期是11年(nian)又300天(tian)(tian)。他們認(ren)為(wei)一些社會和自然的事件連結(jie)到在(zai)天(tian)(tian)上(shang)運行的。