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太陽系質量最大的行星
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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。
詳(xiang)細介紹(shao) PROFILE +

結構組成

木星是一(yi)個巨大(da)的(de)液(ye)(ye)態(tai)氫星體。隨著深度的(de)增加千米(mi)處,液(ye)(ye)態(tai)氫在高壓和高溫形成。據推測,木星的(de)中心是一(yi)個含硅酸鹽和鐵(tie)等物質組成的(de)核(he)區,物質組成與密度呈連續過(guo)渡。

木(mu)星(xing)(xing)是四(si)個(ge)氣(qi)體(ti)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(又稱類木(mu)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing))中(zhong)的(de)一個(ge):即(ji)不以(yi)固體(ti)物質(zhi)為(wei)主要(yao)組成(cheng)的(de)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing),它是太陽(yang)系中(zhong)體(ti)積最大的(de)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing),赤道直(zhi)徑為(wei)142984千米(mi)。木(mu)星(xing)(xing)的(de)密度為(wei)1.326 g/cm3,在氣(qi)體(ti)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)中(zhong)排行(xing)(xing)(xing)第二(er),但遠低于太陽(yang)系中(zhong)四(si)個(ge)類地行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)。

組成成分

木星的(de)高層大氣(qi)(qi)是由體(ti)積或氣(qi)(qi)體(ti)分(fen)子(zi)百分(fen)率約(yue)88-92%的(de)氫(qing)和(he)約(yue)8-12%的(de)氦(hai)所組成。由于氦(hai)原子(zi)的(de)質(zhi)量(liang)是氫(qing)原子(zi)的(de)四(si)倍,探(tan)討木星的(de)質(zhi)量(liang)組成時比例會(hui)有所改變:大氣(qi)(qi)層中(zhong)氫(qing)和(he)氦(hai)分(fen)別占了總質(zhi)量(liang)的(de)75%及24%,余的(de)1%為其他(ta)元素,包括微(wei)(wei)量(liang)的(de)甲烷、水蒸(zheng)氣(qi)(qi)、氨以(yi)及硅的(de)化(hua)合物(wu)(wu)。另外(wai)木星也(ye)含有微(wei)(wei)量(liang)的(de)碳、乙烷、硫(liu)化(hua)氫(qing)、氖、氧、磷化(hua)氫(qing)、硫(liu)等物(wu)(wu)質(zhi)。大氣(qi)(qi)最(zui)外(wai)層有冷凍(dong)的(de)氨的(de)晶(jing)體(ti)。木星上也(ye)透過紅外(wai)線及紫(zi)外(wai)線測(ce)量(liang)發現微(wei)(wei)量(liang)苯和(he)烴的(de)存在。

木星(xing)(xing)大氣層(ceng)(ceng)中氫和(he)氦(hai)(hai)的(de)比例非常接近(jin)原始太(tai)陽(yang)星(xing)(xing)云的(de)理論組成,然而,木星(xing)(xing)大氣中的(de)惰性氣體是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)的(de)二(er)至(zhi)三倍(bei),高層(ceng)(ceng)大氣中的(de)氖只占了總(zong)質(zhi)量的(de)百萬分之二(er)十,約為太(tai)陽(yang)比例的(de)十分之一(yi),氦(hai)(hai)也幾乎(hu)耗盡,但(dan)仍有太(tai)陽(yang)中氦(hai)(hai)的(de)比例的(de)80%。這(zhe)個差距(ju)可(ke)能(neng)是(shi)(shi)由于(yu)元素降(jiang)水至(zhi)行星(xing)(xing)內部所造成。

由(you)光譜學(xue)分(fen)析而言,土星(xing)被認為和木(mu)星(xing)的(de)組(zu)成最為相(xiang)似,但另外的(de)氣(qi)體行(xing)星(xing)、天王(wang)星(xing)與海王(wang)星(xing)相(xiang)較之下所(suo)含(han)氫和氦(hai)的(de)比例較低,由(you)于沒(mei)有(you)太(tai)空船實際深入大氣(qi)層的(de)分(fen)析,除了木(mu)星(xing)之外的(de)行(xing)星(xing)至今仍沒(mei)有(you)重(zhong)元素(su)數(shu)量的(de)精確數(shu)據(ju)。

質量大小

木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)(tai)(tai)陽系其(qi)他行(xing)星(xing)(xing)質量(liang)(liang)(liang)總(zong)和的(de)(de)(de)(de)(de)2.5倍,由于(yu)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)(shi)如(ru)(ru)此巨(ju)(ju)大(da),因此太(tai)(tai)(tai)陽系的(de)(de)(de)(de)(de)質心落(luo)在太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽表(biao)面之外(wai),距(ju)離太(tai)(tai)(tai)陽中(zhong)心1.068太(tai)(tai)(tai)陽半徑(jing)。雖(sui)然木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)直徑(jing)是(shi)(shi)(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)(de)(de)11倍,非常巨(ju)(ju)大(da),但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)密度很低,所以(yi)木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)體積是(shi)(shi)(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)(de)(de)1,321倍,但(dan)質量(liang)(liang)(liang)只是(shi)(shi)(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)(de)(de)318倍。木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)半徑(jing)是(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)(tai)(tai)陽半徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)十分之一(yi),質量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)(tai)(tai)陽質量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)千分之一(yi),所以(yi)兩者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)密度是(shi)(shi)(shi)(shi)相似的(de)(de)(de)(de)(de)。"木星(xing)(xing)質量(liang)(liang)(liang)"(MJ或MJup)通常被做為描述(shu)其(qi)它(ta)(ta)天體,特(te)別是(shi)(shi)(shi)(shi)系外(wai)行(xing)星(xing)(xing)和棕矮星(xing)(xing),的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)單(dan)位。因此,例如(ru)(ru)系外(wai)行(xing)星(xing)(xing)HD 209458 b的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)0.69MJup,而仙女座κb的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)(shi)12.8MJup。

理論模型顯示如果木(mu)(mu)星的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)比現在更(geng)大,而不是僅有(you)目前(qian)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),它將會(hui)繼續收(shou)縮(suo)(suo)。質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)上的(de)些(xie)許改變,不會(hui)讓木(mu)(mu)星的(de)半徑有(you)明(ming)顯的(de)變化,大約要(yao)在500地(di)球(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(1.6MJup)才(cai)會(hui)有(you)明(ming)顯的(de)改變。盡管隨(sui)著(zhu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)增加,內部會(hui)因(yin)為(wei)壓力的(de)增加而縮(suo)(suo)小體(ti)積。結果是,木(mu)(mu)星被認為(wei)是一(yi)顆(ke)幾(ji)乎達到(dao)了行星結構和演化史所(suo)能決定(ding)的(de)最(zui)大半徑。隨(sui)著(zhu)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)增加,收(shou)縮(suo)(suo)的(de)過程會(hui)繼續下去,直到(dao)達到(dao)可察覺的(de)恒(heng)星形成質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),大約是50MJup的(de)高(gao)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)棕矮星。

然(ran)(ran)而,需要(yao)75倍的(de)(de)木(mu)星質量(liang)(liang)才能(neng)(neng)使(shi)氫穩定的(de)(de)融合(he)成為一(yi)顆(ke)恒星。最小的(de)(de)紅(hong)矮星,半徑(jing)大約只是木(mu)星的(de)(de)30%。盡(jin)管如(ru)此(ci),木(mu)星仍然(ran)(ran)散發出更多的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。它接受來自(zi)太陽(yang)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang),而內部產生(sheng)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)也幾乎和接受自(zi)太陽(yang)的(de)(de)總能(neng)(neng)量(liang)(liang)相(xiang)等。這(zhe)(zhe)些額(e)外(wai)的(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)是由開爾(er)文-亥姆(mu)霍(huo)茲機(ji)制通過收縮(suo)產生(sheng)的(de)(de)。這(zhe)(zhe)個過程造成木(mu)星每年縮(suo)小約2厘(li)米。當木(mu)星形成的(de)(de)時候,它比現(xian)在要(yao)略大一(yi)點(dian)。 

內部結構

木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)可能有(you)(you)一個石質的(de)內核,被一層含有(you)(you)少量氦,主要是(shi)氫元(yuan)素的(de)液(ye)態(tai)金屬氫包覆著。內核上則是(shi)大(da)部分的(de)行星(xing)(xing)(xing)物質集結地,以液(ye)態(tai)氫的(de)形式(shi)存在。這些(xie)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)上最普通的(de)形式(shi)基礎可能只在40億(yi)帕壓(ya)強(qiang)(qiang)下才(cai)存在,木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)內部就是(shi)這種(zhong)環境(土星(xing)(xing)(xing)也是(shi))液(ye)態(tai)金屬氫由離(li)子(zi)化的(de)質子(zi)與電子(zi)組成(cheng)。在木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)內部的(de)溫度壓(ya)強(qiang)(qiang)下氫氣是(shi)液(ye)態(tai)的(de),而非氣態(tai),這使(shi)它成(cheng)為了木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁場的(de)電子(zi)指揮者與根源,木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)磁場強(qiang)(qiang)度大(da)約10高斯,比地球(qiu)大(da)10倍。同樣在這一層也可能含有(you)(you)一些(xie)氦和微量的(de)冰。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)還是(shi)天空(kong)中(zhong)已(yi)知(zhi)的(de)最強(qiang)(qiang)的(de)射電源之一。 

木(mu)星內(nei)部的(de)溫度(du)和壓力(li)(li),由于(yu)開爾文-亥姆霍茲機(ji)制穩定地朝向核(he)心增加。在壓力(li)(li)為(wei)10帕的(de)”表(biao)面”,溫度(du)大(da)約是340 K(67 °C;152 °F)。在氫相變的(de)區域(yu) -溫度(du)達到臨界點- 氫成(cheng)為(wei)金屬,相信溫度(du)是10,000 K(9,700 °C;17,500 °F),壓力(li)(li)的(de)200GPa。在核(he)心邊界的(de)溫度(du)估計為(wei)36,000 K(35,700 °C;64,300 °F),同時內(nei)部的(de)壓力(li)(li)大(da)約是3,000至4,500GPa。

大氣組成

木星有著太(tai)陽系(xi)內(nei)最大的行星大氣層(ceng),跨越的高度(du)超過5,000km(3,107mi)。由于木星沒有固體的表面,它的大氣層(ceng)基礎通常被認為是大氣壓力等于1MPa(10bar),或十倍于地(di)球表面壓力之(zhi)處。

云層

木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)(qi)組(zu)成(cheng)中(zhong)(zhong),按(an)分子數量(liang)來(lai)看,81%是(shi)氫氣(qi)(qi),18%是(shi)氦(hai)氣(qi)(qi),按(an)質量(liang)則分別是(shi)75%和24%。只有(you)約1%左右的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其(qi)他氣(qi)(qi)體(ti)(ti),其(qi)中(zhong)(zhong)包括甲烷(wan)、水蒸氣(qi)(qi)、氨氣(qi)(qi)等。這與太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前身-原始(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)星(xing)(xing)(xing)云(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)相近,但木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)(zhong)較重元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比例(li)卻比原始(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)星(xing)(xing)(xing)云(yun)多數倍(bei)。同為氣(qi)(qi)體(ti)(ti)行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)星(xing)(xing)(xing)也是(shi)類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng),但天王星(xing)(xing)(xing)及海(hai)王星(xing)(xing)(xing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫和氦(hai)就少得多。由于(yu)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)有(you)較強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部能源,致使(shi)其(qi)赤道與兩(liang)極溫差不大(da)(da)(da),不超過3℃,因此(ci)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)上南北風(feng)很小,主要是(shi)東西風(feng),最(zui)大(da)(da)(da)風(feng)速達130~150米(mi)/秒。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)充滿了稠密活躍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)系(xi)。各種顏色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)層(ceng)像波浪(lang)一樣在(zai)激烈翻騰著。在(zai)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)還觀測(ce)到(dao)(dao)有(you)閃(shan)電和雷暴。由于(yu)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速自轉,因此(ci)能在(zai)它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)觀測(ce)到(dao)(dao)與赤道平行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、明暗交替(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶紋其(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮帶是(shi)向上運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域,暗紋則是(shi)較低和較暗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)。

木星(xing)表面有(you)紅、褐、白等(deng)五彩繽紛的(de)條(tiao)紋圖案,可以推測木星(xing)大氣(qi)(qi)中的(de)風向(xiang)是平行于赤道方向(xiang),因區域(yu)的(de)不同而交互(hu)吹著(zhu)西(xi)風及東風,是木星(xing)大氣(qi)(qi)的(de)一向(xiang)明顯特(te)征(zheng)。大氣(qi)(qi)中含有(you)極(ji)微的(de)甲烷、乙(yi)炔(gui)之類的(de)有(you)機(ji)(ji)成份,而且有(you)打雷現象(xiang)生成有(you)機(ji)(ji)物的(de)機(ji)(ji)率相(xiang)當(dang)大。

大紅斑與渦旋

木星(xing)的(de)(de)大(da)紅(hong)(hong)(hong)斑位于南緯23°處,東西長4萬公(gong)里(li),南北(bei)寬(kuan)1.3萬公(gong)里(li)。探測器發現,大(da)紅(hong)(hong)(hong)斑是一團激烈(lie)上升的(de)(de)氣流,呈(cheng)深(shen)(shen)褐色。這個彩色的(de)(de)氣旋(xuan)以(yi)逆(ni)時針方向(xiang)轉動(dong)(dong)。在大(da)紅(hong)(hong)(hong)斑中(zhong)心(xin)部分有(you)個小(xiao)顆粒,是大(da)紅(hong)(hong)(hong)斑的(de)(de)核,其大(da)小(xiao)約(yue)幾百公(gong)里(li)。這個核在周圍的(de)(de)反時針漩渦運動(dong)(dong)中(zhong)維(wei)持不(bu)動(dong)(dong)。大(da)紅(hong)(hong)(hong)斑的(de)(de)壽命很長,可(ke)維(wei)持幾百年或更久。大(da)紅(hong)(hong)(hong)斑的(de)(de)豔麗紅(hong)(hong)(hong)色令人(ren)印(yin)象深(shen)(shen)刻,顏色似(si)乎來(lai)自紅(hong)(hong)(hong)磷。 

鵝(e)蛋形(xing)物(wu)體(ti)的(de)(de)自(zi)轉是逆時針(zhen)方向,周期大(da)(da)(da)(da)約(yue)是六(liu)天。大(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑的(de)(de)維度(du)是24,000至(zhi)40,000千米 X 12,000至(zhi)14,000千米。它的(de)(de)直(zhi)徑大(da)(da)(da)(da)到(dao)可以容得下(xia)2至(zhi)3顆地球(qiu)。這(zhe)個風暴的(de)(de)最(zui)大(da)(da)(da)(da)高(gao)度(du)比(bi)周圍的(de)(de)云層高(gao)出約(yue)8km(5mi)。

風(feng)(feng)暴(bao)通常都發生在巨行星(xing)大氣(qi)層(ceng)的(de)湍流(liu)內,木星(xing)也有白色(se)和(he)棕(zong)色(se)的(de)鵝(e)蛋(dan)形風(feng)(feng)暴(bao),但較小(xiao)的(de)那些風(feng)(feng)暴(bao)通常都不會被命(ming)名。白色(se)的(de)鵝(e)蛋(dan)傾向于包含大氣(qi)層(ceng)上層(ceng),相對較低溫的(de)云(yun)。棕(zong)色(se)鵝(e)蛋(dan)形是較溫暖和(he)位于普通云(yun)層(ceng)。這種風(feng)(feng)暴(bao)持續的(de)時間可以(yi)只有幾個小(xiao)時,也可以(yi)長達數個世紀(ji)。

外圍組成

行星系統

隨著行(xing)星際空間探(tan)測(ce)(ce)器的(de)發射(she)(she),不斷揭(jie)示出太陽(yang)系天體中(zhong)(zhong)許(xu)多(duo)前所(suo)未知的(de)事實,木(mu)星環的(de)發現就(jiu)是其中(zhong)(zhong)的(de)一(yi)(yi)個早在1974年(nian)“先(xian)鋒(feng)11號(hao)”探(tan)測(ce)(ce)器訪問木(mu)星時,就(jiu)曾在離木(mu)星約13萬公(gong)(gong)里(li)處觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)高能帶電(dian)粒子的(de)吸收特征。兩年(nian)后有(you)人(ren)提(ti)出這(zhe)一(yi)(yi)現象(xiang)可用木(mu)星存在塵埃環來(lai)說(shuo)明。可惜當(dang)時無人(ren)作進(jin)一(yi)(yi)步的(de)定量(liang)研(yan)究以(yi)推測(ce)(ce)這(zhe)一(yi)(yi)假設(she)環的(de)物理性質1977年(nian)8月20日(ri)(ri)和9月5日(ri)(ri)美國先(xian)后發射(she)(she)了(le)“旅(lv)行(xing)者(zhe)(zhe)1號(hao)”和“旅(lv)行(xing)者(zhe)(zhe)2號(hao)”空間探(tan)測(ce)(ce)器經過(guo)(guo)一(yi)(yi)年(nian)半的(de)長途跋涉“旅(lv)行(xing)者(zhe)(zhe)1號(hao)”穿(chuan)過(guo)(guo)木(mu)星赤道面,這(zhe)時它所(suo)攜帶的(de)窄(zhai)角照(zhao)相機在離木(mu)星120萬公(gong)(gong)里(li)的(de)地方拍到(dao)了(le)亮(liang)度十(shi)分暗弱的(de)木(mu)星環的(de)照(zhao)片同年(nian)7月后其到(dao)達的(de)“旅(lv)行(xing)者(zhe)(zhe)2號(hao)”又獲得了(le)有(you)關木(mu)星環的(de)更多(duo)的(de)信息。

根據對(dui)(dui)空間飛船(chuan)所拍得照(zhao)片的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu),現已知道木星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)系主要由亮(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)、暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和暈三部(bu)分(fen)組成。環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)不超過(guo)30公(gong)(gong)里(li)亮(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)離木星中心約(yue)13萬公(gong)(gong)里(li),寬6000公(gong)(gong)里(li)。暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)在(zai)亮(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)內側,寬可達5萬公(gong)(gong)里(li),其內邊緣幾(ji)乎(hu)同木星大(da)(da)氣層相(xiang)接(jie)。亮(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)不透明度(du)很(hen)低(di),其環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)粒只能截收通過(guo)陽光的(de)(de)(de)(de)(de)萬分(fen)之一(yi)(yi)左右。靠近亮(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)緣有一(yi)(yi)寬約(yue)700公(gong)(gong)里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)帶它(ta)比環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)其余部(bu)分(fen)約(yue)亮(liang)10%,暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)只及亮(liang)度(du)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)幾(ji)分(fen)之一(yi)(yi)。暈的(de)(de)(de)(de)(de)延伸范圍(wei)可達環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)面上下各1萬公(gong)(gong)里(li)它(ta)在(zai)暗(an)(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)兩旁延伸到最遠點(dian),外(wai)邊界則比亮(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)略遠。據推算,環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)粒的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小約(yue)為2微米(mi),真可算是微粒。這種(zhong)微米(mi)量級的(de)(de)(de)(de)(de)微粒因輻射(she)壓力、微隕(yun)星撞擊等(deng)原因壽命大(da)(da)大(da)(da)短(duan)于(yu)太(tai)陽系壽命。為了(le)證實木星環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)是一(yi)(yi)種(zhong)相(xiang)對(dui)(dui)穩定結構這一(yi)(yi)說法人們(men)提出了(le)維持這種(zhong)小塵埃粒子數量的(de)(de)(de)(de)(de)動態穩定的(de)(de)(de)(de)(de)幾(ji)種(zhong)可能的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)粒補充源。

木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)比土星(xing)(xing)(xing)暗(an)( 反(fan)照率為0.05 )它們由許多(duo)粒狀的(de)巖石(shi)質(zhi)材料組(zu)成(cheng)。過去有(you)人猜測,在(zai)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)附(fu)近有(you)一(yi)個(ge)塵埃層或環(huan)(huan),但(dan)一(yi)直(zhi)(zhi)未能證實(shi)。1979年3月,“旅(lv)行者(zhe)1號”考(kao)察木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)時(shi),拍攝到(dao)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)的(de)照片,不(bu)(bu)久,“旅(lv)行者(zhe)2號”又(you)獲得(de)了木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)的(de)更多(duo)情(qing)況,終于(yu)證實(shi)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)也有(you)光(guang)環(huan)(huan)。木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)光(guang)環(huan)(huan)的(de)形狀像(xiang)個(ge)薄圓盤,其厚度(du)約為30公(gong)里,寬度(du)約為9400公(gong)里,離木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)12.8萬公(gong)里。光(guang)環(huan)(huan)分為內環(huan)(huan)和外(wai)(wai)環(huan)(huan),外(wai)(wai)環(huan)(huan)較(jiao)亮,內環(huan)(huan)較(jiao)暗(an)幾(ji)乎與木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大氣層相(xiang)接。光(guang)環(huan)(huan)的(de)光(guang)譜型為G型,光(guang)環(huan)(huan)也環(huan)(huan)繞著木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)公(gong)轉,7小時(shi)轉一(yi)圈。木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)光(guang)環(huan)(huan)是由許多(duo)黑色碎石(shi)塊(kuai)構成(cheng)的(de),石(shi)塊(kuai)直(zhi)(zhi)徑(jing)在(zai)數(shu)十米到(dao)數(shu)百米之間(jian)。由于(yu)黑石(shi)塊(kuai)不(bu)(bu)反(fan)射太陽光(guang),因而長期以來(lai)一(yi)直(zhi)(zhi)未被我們發(fa)現。

木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)兩(liang)極有(you)極光,這似(si)乎是從木(mu)衛(wei)一(yi)(yi)上火山噴發出(chu)的(de)(de)物質沿著木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)引(yin)力線進入木(mu)星(xing)(xing)大(da)氣而形成的(de)(de)。木(mu)星(xing)(xing)有(you)光環(huan),光環(huan)系統(tong)是太(tai)陽(yang)系巨行星(xing)(xing)的(de)(de)一(yi)(yi)個共同特(te)征,主(zhu)要(yao)由黑(hei)色碎石塊和雪團(tuan)等物質組成。木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)光環(huan)很難觀(guan)測(ce)到(dao)它沒有(you)土星(xing)(xing)那(nei)么顯著壯觀(guan),但也可以分成四圈。木(mu)星(xing)(xing)環(huan)約有(you)9400公(gong)(gong)里(li)寬,但厚度不到(dao)30公(gong)(gong)里(li),光環(huan)繞木(mu)星(xing)(xing)旋轉一(yi)(yi)周 需要(yao)大(da)約7小時。

木星(xing)有一個同土星(xing)般的(de)環,不過(guo)又小又微弱。它們的(de)發(fa)現(xian)純屬意(yi)料之(zhi)外(wai),只是(shi)由(you)于兩個旅行(xing)者1號的(de)科(ke)學(xue)家一再堅持航行(xing)10億千米后,應該去(qu)看一下是(shi)否(fou)有光(guang)環存在。其他(ta)人都認為發(fa)現(xian)光(guang)環的(de)可(ke)能性(xing)為零,但事實上它們是(shi)存在的(de)。這兩個科(ke)學(xue)家想出的(de)真(zhen)是(shi)一條(tiao)妙(miao)計啊。它們后來被地面上的(de)望遠鏡拍了照。

木(mu)星(xing)光環中的(de)粒子可(ke)能并不(bu)(bu)是穩(wen)定(ding)地(di)存在(zai)(由大氣層(ceng)和磁場(chang)的(de)作(zuo)用)。這樣一來,如果光環要保持(chi)形(xing)狀,它們需(xu)被不(bu)(bu)停(ting)地(di)補充。兩(liang)顆處在(zai)光環中公(gong)轉的(de)小衛(wei)星(xing):木(mu)衛(wei)十(shi)六和木(mu)衛(wei)十(shi)七(qi),顯(xian)而(er)易見是光環資源的(de)最佳候選。

伽利(li)略號飛行器(qi)對木星(xing)(xing)大(da)氣的(de)探測發(fa)現在木星(xing)(xing)光環(huan)和最(zui)外層(ceng)(ceng)大(da)氣層(ceng)(ceng)之間(jian)另存在了一個(ge)強輻(fu)射帶(dai)(dai),大(da)致相當于電離層(ceng)(ceng)輻(fu)射帶(dai)(dai)的(de)十(shi)倍強。驚人的(de)是(shi),新發(fa)現的(de)帶(dai)(dai)中含(han)有來自不知何方的(de)高能量氦離子。

1979年3月,“旅行者(zhe)(zhe)一號”探測(ce)器(qi)穿越木星(xing)赤道(dao)平面時(shi),在離地球6億千米處發回大量的珍貴(gui)照片(pian)。出乎人們所料(liao)發現木星(xing)和土星(xing)一樣(yang)也擁有光環。4個月后(hou),旅行者(zhe)(zhe)2號探測(ce)器(qi)飛臨木星(xing)證實了(le)這個結論。

木(mu)(mu)星光(guang)環和(he)土星光(guang)環有很大不(bu)同。木(mu)(mu)星光(guang)環是彌散透明的(de),由亮(liang)環、暗(an)(an)(an)環和(he)暈(yun)三(san)部(bu)分組成。亮(liang)環在暗(an)(an)(an)環的(de)外邊暈(yun)為(wei)一層(ceng)極(ji)薄的(de)塵(chen)云(yun),將亮(liang)環和(he)暗(an)(an)(an)環整個包圍起來。木(mu)(mu)星環是由大量的(de)塵(chen)埃和(he)黑色(se)的(de)碎石組成,不(bu)反光(guang),肉眼無法看到以(yi)周期為(wei)7小(xiao)時左右的(de)速度圍繞(rao)木(mu)(mu)星旋轉。暗(an)(an)(an)淡單薄的(de)木(mu)(mu)星環套在龐大的(de)木(mu)(mu)星身軀(qu)上,發現它(ta)確實是極(ji)不(bu)容(rong)易的(de)。 

衛星家族

木(mu)(mu)星(xing)是(shi)人類迄今(jin)為止發現(xian)的(de)(de)(de)(de)天然衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)最多的(de)(de)(de)(de)行星(xing),已發現(xian)69顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。木(mu)(mu)星(xing)運(yun)動正逐(zhu)漸地變(bian)緩。同樣相同的(de)(de)(de)(de)引(yin)潮(chao)力也改變(bian)了衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)(de)(de)軌道,使(shi)它們慢慢地逐(zhu)漸遠離木(mu)(mu)星(xing)。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi),木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er),木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三由引(yin)潮(chao)力影(ying)響而使(shi)公轉共動關(guan)系固(gu)定為1:2:4,并共同變(bian)化。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四也是(shi)這其中一(yi)個部分,在未(wei)來(lai)的(de)(de)(de)(de)數億年里(li),木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四也將被(bei)鎖定,以木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)兩倍公轉周期,以木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)的(de)(de)(de)(de)八倍來(lai)運(yun)行。木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)由宙斯一(yi)生中所接觸過的(de)(de)(de)(de)人來(lai)命名(大多是(shi)他的(de)(de)(de)(de)情人)。

木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)可分為三(san)群:最靠近木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)一(yi)(yi)群——木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)六、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)四(si)(si)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)五(wu)和四(si)(si)顆伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)等8顆軌道偏心率都小于0.01,順行(xing),屬于規(gui)則衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing);其余均(jun)屬不規(gui)則衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)。離(li)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)稍遠(yuan)的(de)一(yi)(yi)群衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)——木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)三(san)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)及(ji)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)七,偏心離(li)為0.11~0.21,順行(xing)。離(li)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)最遠(yuan)的(de)一(yi)(yi)群——木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)二、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)八及(ji)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)九,偏心率0.17~0.38、逆行(xing)。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四(si)(si)于1610年(nian)(nian)由伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)發現,稱為伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)。1892年(nian)(nian)巴(ba)納德用望遠(yuan)鏡(jing)發現了(le)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)其他衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)都是1904年(nian)(nian)以后(hou)用照相方法陸續發現的(de)。“旅行(xing)者號”飛船于1979年(nian)(nian)發現了(le)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)四(si)(si),1980年(nian)(nian)又先(xian)后(hou)發現木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)五(wu)和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)六。除四(si)(si)個伽(jia)利(li)(li)略(lve)(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)外(wai),其余的(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)半徑多是幾(ji)公(gong)里(li)(li)(li)到20公(gong)里(li)(li)(li)的(de)大(da)石(shi)頭。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)較大(da)其半徑為2631公(gong)里(li)(li)(li)。

木(mu)(mu)星的(de)四(si)個伽利略衛(wei)星和木(mu)(mu)衛(wei)五的(de)軌道(dao)幾乎在木(mu)(mu)星的(de)赤(chi)道(dao)面上(shang)。

表面磁場

木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)強度是地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)14倍,范圍從赤道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)4.2高(gao)斯(0.42mT)到(dao)極區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)10至14高(gao)斯(1.0-1.4mT),是太陽(yang)系最(zui)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(除了太陽(yang)黑子)。這(zhe)個場(chang)被(bei)認為(wei)是由(you)渦流產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de) -旋流運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)導電(dian)材料- 核心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液態金屬(shu)氫。在(zai)(zai)埃歐衛星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)火山(shan)釋放出大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化硫,形(xing)成沿著(zhu)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體環(huan)。這(zhe)些氣(qi)體在(zai)(zai)磁(ci)層(ceng)內被(bei)電(dian)離(li)(li),生(sheng)成硫和氧(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)(li)子。它們與(yu)源自(zi)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)(da)氣(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫離(li)(li)子,在(zai)(zai)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)赤道平(ping)(ping)面形(xing)成等(deng)離(li)(li)子片(pian)。這(zhe)些片(pian)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)離(li)(li)子與(yu)行星(xing)(xing)(xing)(xing)一起(qi)轉動,造成進入磁(ci)場(chang)平(ping)(ping)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)偶(ou)極磁(ci)場(chang)。在(zai)(zai)等(deng)離(li)(li)子片(pian)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)流產生(sheng)強大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)線(xian)電(dian)訊號,造成范圍在(zai)(zai)0.6至30MHz的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆發。

木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)范圍(wei)大(da)而且(qie)結構(gou)復(fu)雜,在(zai)距離木(mu)(mu)星(xing)140-700萬(wan)公(gong)里(li)之間的(de)(de)巨大(da)空間都是(shi)木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng);而地球的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)只在(zai)距地心5~7萬(wan)公(gong)里(li)的(de)(de)范圍(wei)內。木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)四個(ge)大(da)衛(wei)星(xing)都被木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)所屏蔽,使(shi)之免遭太陽(yang)風(feng)的(de)(de)襲(xi)擊。地球周(zhou)圍(wei)有條稱(cheng)為范艾倫帶(dai)(dai)的(de)(de)輻(fu)射帶(dai)(dai),木(mu)(mu)星(xing)周(zhou)圍(wei)也(ye)有這(zhe)樣的(de)(de)輻(fu)射帶(dai)(dai)。美(mei)國的(de)(de)“旅行者(zhe)1號”還發現木(mu)(mu)星(xing)背(bei)向太陽(yang)的(de)(de)一面(mian)有3萬(wan)公(gong)里(li)長的(de)(de)北極光(guang)。1981年(nian)初,當“旅行者(zhe)2號”早已離開木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)飛奔土星(xing)的(de)(de)途(tu)中,曾(ceng)再次受(shou)到木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場的(de)(de)影響。由此看來,木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)尾至(zhi)少拖長到了6000萬(wan)公(gong)里(li)以外。

木(mu)星的(de)(de)(de)磁氣圈分布(bu)范圍比地(di)球(qiu)磁氣圈的(de)(de)(de)范圍大(da)上100多倍,是太(tai)陽系中最大(da)的(de)(de)(de)磁氣圈。由(you)于太(tai)陽風和(he)磁氣圈的(de)(de)(de)作用木(mu)星也和(he)地(di)球(qiu)一樣(yang)在極區有極光(guang)產生,強度約為地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)100倍。

星體運動

木(mu)星(xing)(xing)是(shi)行星(xing)(xing)中唯一(yi)與(yu)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)質心位于太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)本體之外(wai)的(de),但也只(zhi)(zhi)在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)半徑之外(wai)7%。木(mu)星(xing)(xing)至太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)平均距(ju)(ju)離是(shi)7億(yi)7800萬千米(大約是(shi)地(di)球至太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)距(ju)(ju)離的(de)5.2倍,或5.2天文單位),公轉太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)一(yi)周要11.8地(di)球年。這是(shi)土星(xing)(xing)公轉周期(qi)的(de)五分之二,也就是(shi)說太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)最大的(de)兩顆行星(xing)(xing)之間形成5:2的(de)共(gong)振軌(gui)(gui)(gui)道(dao)周期(qi)。木(mu)星(xing)(xing)的(de)橢圓(yuan)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)相對于地(di)球軌(gui)(gui)(gui)道(dao)傾(qing)斜1.31°,因為離心率0.048,因此(ci)近日點(dian)和(he)遠日點(dian)的(de)距(ju)(ju)離相差7,500萬千米。木(mu)星(xing)(xing)的(de)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)傾(qing)角相較于地(di)球和(he)火星(xing)(xing)非常小,只(zhi)(zhi)有3.13°,因此(ci)沒(mei)有明顯的(de)季節(jie)變化。

木星的(de)(de)自轉(zhuan)(zhuan)是太陽(yang)系(xi)所有行星中最快(kuai)的(de)(de),對其軸完(wan)成一次旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)少于10小時(shi)(shi);這(zhe)造成的(de)(de)赤(chi)道隆起,在(zai)地球以(yi)業余的(de)(de)小望遠鏡就可以(yi)很(hen)容易看出來。這(zhe)顆(ke)行星是顆(ke)扁球體,意思(si)是他的(de)(de)赤(chi)道直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)比兩極之間(jian)的(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)長(chang)。木星的(de)(de)赤(chi)道直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)比通過兩極的(de)(de)直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)長(chang)9,275km(5,763mi)。

因為木星(xing)不是(shi)固體(ti),他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上層(ceng)大(da)氣(qi)有(you)著較差自(zi)轉(zhuan)(zhuan)。木星(xing)極區(qu)大(da)氣(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)周期比赤道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)長約5分鐘,有(you)三個系統(tong)做(zuo)為參(can)考框架(jia),特別是(shi)在描繪大(da)氣(qi)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征。系統(tong)I適(shi)用于緯(wei)度10°N至10°S的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范圍,是(shi)最(zui)(zui)短的(de)(de)(de)(de)(de)(de)9h50m30.0s。系統(tong)II適(shi)用于從南至北所(suo)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緯(wei)度,它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)周期是(shi)9h55m40.6s。系統(tong)III最(zui)(zui)早是(shi)電波天(tian)文學定義的(de)(de)(de)(de)(de)(de),對(dui)應(ying)于行星(xing)磁層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)轉(zhuan)(zhuan),它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)周期是(shi)木星(xing)的(de)(de)(de)(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(ta)的(de)(de)(de)光度(du)十(shi)分明亮,所(suo)以(yi)即使是在大都市中(zhong)也可以(yi)在夜(ye)空(kong)中(zhong)找到(dao)他(ta)的(de)(de)(de)位置(zhi)。在小(xiao)型天文望遠鏡(jing)中(zhong),可以(yi)看(kan)到(dao)木星(xing)較清晰的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)如大紅斑以(yi)及與(yu)四大衛(wei)星(xing),且衛(wei)星(xing)與(yu)木星(xing)的(de)(de)(de)相(xiang)對位置(zhi)會隨時(shi)間(jian)而(er)改(gai)變,就像一(yi)(yi)個"小(xiao)太陽系"一(yi)(yi)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號探測器,這是第一個探測木(mu)星(xing)(xing)的(de)使者,它穿越危險的(de)小行星(xing)(xing)帶和木(mu)星(xing)(xing)周(zhou)圍的(de)強輻射區(qu),經過一年零九個月(yue),行程10億千(qian)米,于1973年10月(yue)飛臨木(mu)星(xing)(xing),探測到(dao)木(mu)星(xing)(xing)規(gui)模宏大的(de)磁(ci)層(ceng)研究了(le)木(mu)星(xing)(xing)大氣傳回了(le)三百多幅木(mu)星(xing)(xing)圖形(xing)。

1973年(nian)(nian)4月(yue)美國又發射了(le)“先(xian)驅者(zhe)”11號探測器,1974年(nian)(nian)12月(yue)5日(ri)到達(da)木星它(ta)離木星表面距離最短是只有4.6萬(wan)千米,比“先(xian)驅者(zhe)”10號更近。送回(hui)了(le)有關木星磁(ci)場、輻射帶(dai)、中(zhong)立、溫度、大氣結(jie)構(gou)等情況(kuang),并觀測到了(le)木星南極(ji)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(tan)測器(qi)這兩(liang)個(ge)姊妹探(tan)測器(qi)沿著兩(liang)條(tiao)不同的(de)軌(gui)道飛行(xing)。擔負(fu)探(tan)測太陽系(xi)外圍(wei)行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)任(ren)務發射一百天(tian)后,旅行(xing)者(zhe)1號(hao)超過(guo)旅行(xing)者(zhe)2號(hao),并(bing)先(xian)期到達(da)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)考察。1979年3月5日,旅行(xing)者(zhe)1號(hao)在距(ju)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)27.5萬公里處(chu)與木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)會合,拍(pai)(pai)攝了木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)及其(qi)衛星(xing)(xing)(xing)的(de)幾千(qian)張(zhang)照(zhao)(zhao)片(pian)并(bing)傳(chuan)回(hui)地球。通過(guo)這些照(zhao)(zhao)片(pian)可以發現木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)周圍(wei)也有一個(ge)光環,還探(tan)測到木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)衛星(xing)(xing)(xing)上有火山爆發活動。旅行(xing)者(zhe)2號(hao)于1979年7月9日到達(da)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)附近,從木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)及其(qi)衛星(xing)(xing)(xing)中(zhong)間穿過(guo),在距(ju)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)72萬公里處(chu)拍(pai)(pai)攝了幾千(qian)張(zhang)照(zhao)(zhao)片(pian)。 

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(mu)星軌道。它旅行了28億英里,它的終結日期比原來預計的晚了六年。伽利略號繞木(mu)星飛行了34圈,獲得了有關木(mu)星大氣(qi)層的第一(yi)手(shou)探測資料,在1995年將(jiang)一(yi)個探測器放到了木(mu)星上。它發(fa)現在木(mu)星的衛星歐羅巴(Europa)、Ganymede、Callisto的地下有咸(xian)水,還發(fa)現木(mu)星衛星上有劇烈的火(huo)山爆發(fa)。

“伽利略”號(hao)探測器在(zai)(zai)2003年(nian)年(nian)9月21日墜毀(hui)于木(mu)星,以(yi)此結束其(qi)近14年(nian)的(de)太空探索生(sheng)涯。這(zhe)將(jiang)是(shi)美國宇航局自1999年(nian)以(yi)來首(shou)次控(kong)制探測器在(zai)(zai)地球之外的(de)天體上(shang)墜毀(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(da)(da)(da)目標(biao),NASA將在2011年(nian)(nian)8月發射一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)探(tan)(tan)(tan)測(ce)器“朱諾”,展開對木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)深入探(tan)(tan)(tan)測(ce),該探(tan)(tan)(tan)測(ce)器首先繞地球運(yun)行至2013年(nian)(nian),利用(yong)地球引力將“朱諾”彈射到外太陽系;預計在2016年(nian)(nian)中期到達(da)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)軌道。此(ci)后,“朱諾”每年(nian)(nian)大(da)(da)(da)約(yue)繞木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)運(yun)轉32圈,探(tan)(tan)(tan)測(ce)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)內部的(de)(de)(de)結構情況;測(ce)定(ding)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)成分(fen);研究木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)對流情況以及探(tan)(tan)(tan)討木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)場起源和磁(ci)層,通過(guo)它的(de)(de)(de)探(tan)(tan)(tan)測(ce),科學家希(xi)望(wang)了解(jie)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)這(zhe)顆巨行星(xing)的(de)(de)(de)形成、演化(hua)和本體內部結構以及木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)衛星(xing)等。全部任務計劃于2017年(nian)(nian)10月結束。 

“朱諾號”探測器于(yu)2018年2月7日上午在第11次(ci)近距離(li)飛越這顆氣態巨行星時,采用了(le)彩色(se)增強的延(yan)時圖(tu)像序(xu)列拍攝。

2018年2月,美國航(hang)空航(hang)天局(ju)(NASA)公(gong)布(bu)了由(you)“朱諾”號(hao)衛星拍攝到(dao)的(de)一(yi)組(zu)木星南極的(de)圖像,醒目(mu)的(de)藍色漩渦(wo)以華麗的(de)圖案(an)扭曲變(bian)幻,創造(zao)了令人(ren)驚(jing)嘆的(de)奇(qi)觀。

相關研究

對木星(xing)的(de)考察表明:木星(xing)正(zheng)在(zai)向其宇宙(zhou)空間釋放(fang)巨大(da)能量。它所放(fang)出的(de)能量是它所獲得太陽能量的(de)兩倍這說明木星(xing)釋放(fang)能量的(de)一半(ban)來自于它的(de)內部。木星(xing)內部存(cun)在(zai)熱(re)源。

眾所(suo)(suo)周(zhou)知,太陽之(zhi)所(suo)(suo)以不斷放(fang)射出大(da)(da)量的(de)(de)光和熱(re),是因為太陽內部時(shi)刻進(jin)行著核聚變反(fan)應(ying),在核聚變過程中(zhong)釋放(fang)出大(da)(da)量的(de)(de)能(neng)量。木星(xing)是一個(ge)巨大(da)(da)的(de)(de)液態氫星(xing)球(qiu),本身已(yi)具備了(le)無法比擬的(de)(de)天然核燃料,加之(zhi)木星(xing)的(de)(de)中(zhong)心溫度已(yi)達到(dao)了(le)28萬K,具備了(le)進(jin)行熱(re)核反(fan)應(ying)所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)高(gao)溫條件。至于熱(re)核反(fan)應(ying)所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)高(gao)壓條件,就木星(xing)的(de)(de)收縮速度和對太陽放(fang)出的(de)(de)能(neng)量及(ji)攜能(neng)粒(li)子(zi)的(de)(de)吸積(ji)特性來看,木星(xing)在經過幾十億年的(de)(de)演化(hua)之(zhi)后(hou),中(zhong)心壓可(ke)達到(dao)最初核反(fan)應(ying)時(shi)所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)壓力水平。

木(mu)星(xing)和太(tai)陽(yang)(yang)的(de)成(cheng)(cheng)分十(shi)分相似,但是卻沒有(you)像太(tai)陽(yang)(yang)那(nei)(nei)樣(yang)燃燒(shao)起來,是因為(wei)它的(de)質(zhi)量(liang)(liang)太(tai)小。木(mu)星(xing)要成(cheng)(cheng)為(wei)像太(tai)陽(yang)(yang)那(nei)(nei)樣(yang)的(de)恒(heng)星(xing),需要將質(zhi)量(liang)(liang)增(zeng)加到如(ru)今的(de)100倍才(cai)行,根據天文學家的(de)計算,只(zhi)有(you)質(zhi)量(liang)(liang)大(da)于太(tai)陽(yang)(yang)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)7%,才(cai)能進行聚(ju)變(bian)反(fan)應,發(fa)出(chu)光和熱(re)。一(yi)旦(dan)木(mu)星(xing)上爆發(fa)了大(da)規模的(de)熱(re)核反(fan)應,以千奇百怪(guai)的(de)旋渦形式運動的(de)木(mu)星(xing)大(da)氣(qi)層將充當(dang)釋放核熱(re)能的(de)“發(fa)射器”所以,有(you)些科學家猜(cai)測,再經過幾(ji)十(shi)億年之后(hou),木(mu)星(xing)將會改(gai)變(bian)它的(de)身(shen)份(fen),從(cong)一(yi)顆行星(xing)變(bian)成(cheng)(cheng)一(yi)顆名副其實的(de)恒(heng)星(xing)。

軼事典故

撞擊事件

1993年3月24日(ri),美國天(tian)(tian)文(wen)(wen)學家尤金·蘇(su)梅克和(he)卡(ka)羅琳·蘇(su)梅克以(yi)及天(tian)(tian)文(wen)(wen)愛好者戴維(wei)·列維(wei),利(li)用美國加(jia)州帕洛(luo)瑪天(tian)(tian)文(wen)(wen)臺的46厘米天(tian)(tian)文(wen)(wen)望遠鏡發現了一(yi)顆(ke)彗(hui)星(xing)(xing),遂(sui)以(yi)他們(men)的姓氏命名為蘇(su)梅克-列維(wei)9號彗(hui)星(xing)(xing)。這顆(ke)彗(hui)星(xing)(xing)被發現一(yi)年零兩(liang)個多月后(hou),于1994年7月16日(ri)至22日(ri),斷裂成21個碎(sui)塊,其中最(zui)大的一(yi)塊寬約4公(gong)里(li),以(yi)每秒60公(gong)里(li)的速度連珠炮一(yi)般向(xiang)木星(xing)(xing)撞去。 

2009年7月21日,澳大利亞一(yi)位(wei)業余天文愛好者安(an)東尼·衛斯理(li),在凌晨1點利用自家后院的(de)(de)14.5英寸反射式望(wang)遠(yuan)鏡發(fa)現木(mu)星(xing)被彗(hui)星(xing)或者小行(xing)星(xing)撞擊(ji),在木(mu)星(xing)表面留下地(di)球(qiu)般大小的(de)(de)撞擊(ji)痕跡。美國航空航天局噴氣推進實(shi)驗室在20日晚上9點證實(shi)了衛斯理(li)的(de)(de)發(fa)現,并于(yu)21日證實(shi)木(mu)星(xing)在過去相當短一(yi)段時間(jian)內(nei)再次遭(zao)遇其(qi)他(ta)星(xing)體撞擊(ji),使木(mu)星(xing)南(nan)極附近落下黑(hei)色疤斑(ban)撞擊(ji)處上空的(de)(de)木(mu)星(xing)大氣層(ceng)出現一(yi)個(ge)地(di)球(qiu)大小的(de)(de)空洞(dong)。 

2010年6月(yue)3日(ri),澳洲(zhou)的業余天(tian)(tian)文學家天(tian)(tian)文愛好(hao)者觀測到一顆彗(hui)星的撞擊,造成小于以前(qian)觀測到的事件。稍(shao)后,另一位菲(fei)律賓的業余天(tian)(tian)文學家也錄影(ying)捕捉到這(zhe)次事件。

外星生命

在1953年,米勒(le)-尤里(li)實驗證明了閃(shan)電和存在于原始地球大氣(qi)(qi)中的(de)化合(he)物(wu)組合(he)可(ke)以(yi)形成有機(ji)物(wu)(包括氨基酸),可(ke)以(yi)做為生(sheng)命的(de)基石(shi)。這模擬的(de)大氣(qi)(qi)成分為水、甲(jia)烷、氨和氫(qing)分子;所有的(de)這些(xie)物(wu)質(zhi)都(dou)在現今的(de)木(mu)星(xing)(xing)大氣(qi)(qi)層中被(bei)發現。木(mu)星(xing)(xing)的(de)大氣(qi)(qi)層有強大的(de)垂直空(kong)氣(qi)(qi)流動,運載這些(xie)化合(he)物(wu)進入(ru)較低的(de)地區。 但在木(mu)星(xing)(xing)的(de)內部(bu)有更高的(de)溫(wen)度,會(hui)分解這些(xie)化學物(wu),會(hui)妨礙(ai)類似地球生(sheng)命的(de)形成。 

在(zai)木(mu)星,因為(wei)在(zai)木(mu)星的(de)(de)大(da)氣層(ceng)中(zhong)只有(you)少量的(de)(de)水(shui),還有(you)任(ren)何(he)的(de)(de)固體表面都在(zai)深(shen)處壓力極(ji)大(da)的(de)(de)地(di)(di)區,因此被認為(wei)不可能存在(zai)任(ren)何(he)類似地(di)(di)球的(de)(de)生命(ming)。在(zai)1976年,在(zai)航海(hai)家任(ren)務之(zhi)前,曾經假設(she)(she)基于(yu)氨(an)與水(shui)的(de)(de)生命(ming)可能在(zai)木(mu)星大(da)氣層(ceng)的(de)(de)上(shang)層(ceng)進化。這(zhe)一(yi)假設(she)(she)是基于(yu)地(di)(di)球的(de)(de)海(hai)洋態(tai)環(huan)境,頂(ding)層(ceng)有(you)簡單的(de)(de)光(guang)合作用浮游生物,低層(ceng)的(de)(de)魚可以(yi)喂食這(zhe)些生物,而肉食的(de)(de)海(hai)洋生物可以(yi)獵(lie)食這(zhe)些魚。

在(zai)木(mu)星(xing)的(de)一些衛星(xing),地表之下可(ke)能有海洋存在(zai),導致這些衛星(xing)更可(ke)能有生(sheng)物(wu)存在(zai)的(de)猜測(ce)。

神話傳說

木星,因為(wei)在(zai)夜晚以肉眼很容易就看見它,當(dang)太陽(yang)的(de)位置很低時(shi),偶爾(er)也能(neng)在(zai)白天看見,因此自古以來(lai)就為(wei)人所(suo)知。在(zai)巴比倫(lun),這(zhe)個天體代表他們(men)(men)的(de)神馬(ma)爾(er)杜克(Marduk)。他們(men)(men)用木星軌道大約12年繞行黃道一周來(lai)定義(yi)它們(men)(men)生(sheng)肖的(de)星宮(gong)。

羅(luo)馬(ma)人依據(ju)神(shen)話將它(ta)命名(ming)(ming)為木星(拉丁語:Iuppiter, Iūpiter,也稱為Jova),是羅(luo)馬(ma)神(shen)話中(zhong)(zhong)主(zhu)要(yao)的(de)神(shen),它(ta)的(de)名(ming)(ming)字來(lai)自原始(shi)印歐(ou)語系的(de)呼(hu)格合成*Dyēu-p?ter(主(zhu)格:*Dyēus-p?tēr,意思是, "O 天神(shen)之(zhi)(zhi)父"或"O 日(ri)神(shen)之(zhi)(zhi)父")。相對(dui)而言,木星對(dui)應(ying)于希(xi)臘神(shen)話是宙(zhou)斯(si)(Ζε??),也被稱為Dias(Δ?α?),其中(zhong)(zhong)的(de)行星名(ming)(ming)稱仍然保(bao)留在現代的(de)希(xi)臘語中(zhong)(zhong)。

在中(zhong)、日、韓(han)語系(xi)中(zhong),基(ji)于中(zhong)國的(de)五行(xing),這顆行(xing)星被(bei)稱為(wei)(wei)木星。中(zhong)國的(de)道教它擬人(ren)(ren)化成為(wei)(wei)福星,希臘(la)人(ren)(ren)稱之為(wei)(wei)Φα?θων,;法厄同(Phaethon)、"創(chuang)新(blazing)"。在吠陀(tuo)占星,木星被(bei)稱為(wei)(wei)祭主仙人(ren)(ren)(Brihaspati),是(shi)啟發靈性(xing)的(de)宗教導師,通常稱為(wei)(wei)上師(Guru),字面(mian)的(de)意(yi)思是(shi)"重人(ren)(ren)"。

在(zai)英語,周四(Thursday)是(shi)(shi)源自"雷神日"(Thor's day),是(shi)(shi)出在(zai)日耳曼神話。相較于(yu)羅(luo)馬神話就是(shi)(shi)朱庇特(te)。羅(luo)馬星期的(de)Jovis也(ye)重新(xin)命(ming)名為Thursday。

在(zai)突厥神話,木星(xing)稱為(wei)"Erendiz/Erentüz",這意(yi)味著"eren(?)+ yultuz(star)",而(er)關于(yu)"eren"有許多有意(yi)義的理論。同樣的,它們也算出(chu)木星(xing)的軌道周期是11年又300天(tian)。他(ta)們認為(wei)一(yi)些(xie)社(she)會和自然的事件連結到在(zai)天(tian)上運行的。

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