木星(xing)(xing)是一個巨大的(de)(de)液(ye)態(tai)氫星(xing)(xing)體。隨著深(shen)度的(de)(de)增加千米處,液(ye)態(tai)氫在高壓和高溫形(xing)成。據推(tui)測,木星(xing)(xing)的(de)(de)中心是一個含(han)硅(gui)酸鹽和鐵等物質組成的(de)(de)核區,物質組成與密度呈連續(xu)過渡。
木星(xing)(xing)是四(si)個(ge)(ge)氣體(ti)行星(xing)(xing)(又稱類木行星(xing)(xing))中(zhong)的一個(ge)(ge):即(ji)不以固體(ti)物(wu)質為主要組成的行星(xing)(xing),它是太(tai)陽系(xi)中(zhong)體(ti)積最大(da)的行星(xing)(xing),赤道直徑為142984千(qian)米。木星(xing)(xing)的密度為1.326 g/cm3,在氣體(ti)行星(xing)(xing)中(zhong)排行第(di)二,但遠低(di)于太(tai)陽系(xi)中(zhong)四(si)個(ge)(ge)類地行星(xing)(xing)。
木(mu)星(xing)的(de)高層大氣(qi)(qi)是(shi)由體積或氣(qi)(qi)體分子(zi)百分率約(yue)(yue)88-92%的(de)氫(qing)和約(yue)(yue)8-12%的(de)氦(hai)所(suo)組成。由于氦(hai)原子(zi)的(de)質(zhi)量是(shi)氫(qing)原子(zi)的(de)四倍,探(tan)討木(mu)星(xing)的(de)質(zhi)量組成時比例會有所(suo)改變:大氣(qi)(qi)層中(zhong)氫(qing)和氦(hai)分別(bie)占了總質(zhi)量的(de)75%及24%,余的(de)1%為其他元(yuan)素,包括微量的(de)甲烷(wan)、水蒸氣(qi)(qi)、氨以及硅的(de)化(hua)(hua)合物。另(ling)外木(mu)星(xing)也含有微量的(de)碳(tan)、乙烷(wan)、硫化(hua)(hua)氫(qing)、氖、氧(yang)、磷化(hua)(hua)氫(qing)、硫等物質(zhi)。大氣(qi)(qi)最(zui)外層有冷凍(dong)的(de)氨的(de)晶體。木(mu)星(xing)上(shang)也透過紅外線及紫外線測量發現微量苯和烴的(de)存(cun)在。
木(mu)星大氣(qi)層(ceng)(ceng)中氫和氦的(de)比(bi)例(li)非常(chang)接(jie)近(jin)原始(shi)太陽(yang)(yang)星云(yun)的(de)理論組成(cheng),然而,木(mu)星大氣(qi)中的(de)惰性氣(qi)體是太陽(yang)(yang)的(de)二至三倍(bei),高層(ceng)(ceng)大氣(qi)中的(de)氖只占(zhan)了(le)總質量的(de)百萬(wan)分之(zhi)二十(shi),約為太陽(yang)(yang)比(bi)例(li)的(de)十(shi)分之(zhi)一,氦也幾乎耗(hao)盡,但仍(reng)有太陽(yang)(yang)中氦的(de)比(bi)例(li)的(de)80%。這個(ge)差距可能(neng)是由于元素(su)降水至行星內部所造成(cheng)。
由(you)(you)光譜(pu)學(xue)分(fen)析而言,土星(xing)(xing)(xing)被(bei)認為和(he)木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)組成最(zui)為相似(si),但另(ling)外(wai)的(de)(de)(de)氣體行星(xing)(xing)(xing)、天王(wang)星(xing)(xing)(xing)與海王(wang)星(xing)(xing)(xing)相較之(zhi)下所含氫(qing)和(he)氦的(de)(de)(de)比例較低(di),由(you)(you)于沒有太空船(chuan)實際(ji)深入大氣層的(de)(de)(de)分(fen)析,除(chu)了(le)木(mu)星(xing)(xing)(xing)之(zhi)外(wai)的(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)至今仍沒有重(zhong)元(yuan)素數量的(de)(de)(de)精(jing)確數據(ju)。
木(mu)(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)其(qi)(qi)他行星質(zhi)量(liang)(liang)總和的(de)(de)(de)(de)2.5倍,由于(yu)它的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)是(shi)是(shi)如此(ci)巨大,因此(ci)太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)心落在太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)表面之外,距離(li)太(tai)陽(yang)(yang)中(zhong)心1.068太(tai)陽(yang)(yang)半徑。雖然(ran)木(mu)(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)直徑是(shi)地球的(de)(de)(de)(de)11倍,非常巨大,但是(shi)它的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度很低,所以木(mu)(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)體(ti)積是(shi)地球的(de)(de)(de)(de)1,321倍,但質(zhi)量(liang)(liang)只(zhi)是(shi)地球的(de)(de)(de)(de)318倍。木(mu)(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)半徑是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)半徑的(de)(de)(de)(de)十分(fen)之一,質(zhi)量(liang)(liang)是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)千分(fen)之一,所以兩者的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度是(shi)相似的(de)(de)(de)(de)。"木(mu)(mu)(mu)(mu)星質(zhi)量(liang)(liang)"(MJ或MJup)通(tong)常被做為描述其(qi)(qi)它天體(ti),特別(bie)是(shi)系(xi)外行星和棕矮星,的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)單位(wei)。因此(ci),例如系(xi)外行星HD 209458 b的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)是(shi)0.69MJup,而仙(xian)女座κb的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)是(shi)12.8MJup。
理(li)論模型(xing)顯(xian)示(shi)如果木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)比現在更大(da)(da)(da),而(er)不(bu)是僅(jin)有目(mu)前的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang),它將(jiang)會(hui)(hui)繼續收(shou)(shou)縮(suo)。質(zhi)(zhi)量(liang)上的(de)(de)(de)些許改變(bian),不(bu)會(hui)(hui)讓木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)半徑(jing)有明顯(xian)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua),大(da)(da)(da)約要在500地球(qiu)質(zhi)(zhi)量(liang)(1.6MJup)才會(hui)(hui)有明顯(xian)的(de)(de)(de)改變(bian)。盡管隨著(zhu)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加,內部會(hui)(hui)因為壓力的(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)縮(suo)小體積。結(jie)果是,木(mu)星(xing)被(bei)認為是一顆幾乎達到了行(xing)星(xing)結(jie)構(gou)和演化(hua)(hua)史所能決(jue)定的(de)(de)(de)最大(da)(da)(da)半徑(jing)。隨著(zhu)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加,收(shou)(shou)縮(suo)的(de)(de)(de)過程會(hui)(hui)繼續下去,直到達到可察覺的(de)(de)(de)恒星(xing)形成(cheng)質(zhi)(zhi)量(liang),大(da)(da)(da)約是50MJup的(de)(de)(de)高質(zhi)(zhi)量(liang)棕矮星(xing)。
然(ran)而(er),需要75倍的(de)(de)木(mu)(mu)星(xing)(xing)質量(liang)才(cai)能(neng)使(shi)氫穩定(ding)的(de)(de)融合成為一顆(ke)恒星(xing)(xing)。最小(xiao)的(de)(de)紅(hong)矮星(xing)(xing),半徑(jing)大(da)(da)約只是(shi)木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)30%。盡管如此(ci),木(mu)(mu)星(xing)(xing)仍然(ran)散(san)發出更多的(de)(de)能(neng)量(liang)。它接受(shou)來自(zi)太陽的(de)(de)能(neng)量(liang),而(er)內(nei)部(bu)產生的(de)(de)能(neng)量(liang)也(ye)幾乎和接受(shou)自(zi)太陽的(de)(de)總能(neng)量(liang)相(xiang)等。這些額外的(de)(de)熱量(liang)是(shi)由開爾文-亥姆霍茲機制通過收縮產生的(de)(de)。這個(ge)過程造成木(mu)(mu)星(xing)(xing)每年縮小(xiao)約2厘米。當(dang)木(mu)(mu)星(xing)(xing)形(xing)成的(de)(de)時候,它比現(xian)在要略大(da)(da)一點。
木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)可(ke)能(neng)有(you)一個石質(zhi)的內(nei)核,被一層(ceng)含(han)有(you)少量氦,主要(yao)是(shi)(shi)(shi)(shi)氫元素的液態金屬氫包覆(fu)著。內(nei)核上則(ze)是(shi)(shi)(shi)(shi)大部分的行星(xing)(xing)(xing)物質(zhi)集結地,以液態氫的形式(shi)存在(zai)。這些木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)上最普通的形式(shi)基礎可(ke)能(neng)只(zhi)在(zai)40億帕壓強(qiang)(qiang)下才存在(zai),木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)內(nei)部就是(shi)(shi)(shi)(shi)這種環境(土(tu)星(xing)(xing)(xing)也是(shi)(shi)(shi)(shi))液態金屬氫由離子(zi)(zi)化的質(zhi)子(zi)(zi)與電子(zi)(zi)組成。在(zai)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)內(nei)部的溫(wen)度壓強(qiang)(qiang)下氫氣(qi)是(shi)(shi)(shi)(shi)液態的,而非氣(qi)態,這使它成為了(le)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁場的電子(zi)(zi)指揮(hui)者(zhe)與根源(yuan),木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的磁場強(qiang)(qiang)度大約10高斯,比地球(qiu)大10倍。同(tong)樣在(zai)這一層(ceng)也可(ke)能(neng)含(han)有(you)一些氦和微量的冰。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)還是(shi)(shi)(shi)(shi)天(tian)空(kong)中已知的最強(qiang)(qiang)的射電源(yuan)之一。
木(mu)星(xing)內部的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度和壓(ya)力,由于開爾文-亥姆霍茲機制(zhi)穩(wen)定地朝(chao)向(xiang)核心(xin)增加。在(zai)壓(ya)力為10帕的(de)(de)(de)”表面”,溫(wen)(wen)度大約(yue)是340 K(67 °C;152 °F)。在(zai)氫(qing)(qing)相(xiang)變的(de)(de)(de)區域 -溫(wen)(wen)度達到臨界(jie)點- 氫(qing)(qing)成(cheng)為金屬,相(xiang)信溫(wen)(wen)度是10,000 K(9,700 °C;17,500 °F),壓(ya)力的(de)(de)(de)200GPa。在(zai)核心(xin)邊界(jie)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度估計為36,000 K(35,700 °C;64,300 °F),同時內部的(de)(de)(de)壓(ya)力大約(yue)是3,000至4,500GPa。
木星(xing)有著太陽系內最大的(de)行星(xing)大氣層(ceng),跨越的(de)高度超過(guo)5,000km(3,107mi)。由于(yu)木星(xing)沒有固體的(de)表面,它的(de)大氣層(ceng)基(ji)礎通(tong)常被認為是(shi)大氣壓力等于(yu)1MPa(10bar),或十(shi)倍于(yu)地(di)球表面壓力之處。
云層
木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong),按分(fen)子數量(liang)來(lai)看,81%是(shi)氫氣(qi)(qi),18%是(shi)氦氣(qi)(qi),按質量(liang)則(ze)分(fen)別是(shi)75%和(he)(he)24%。只(zhi)有(you)約1%左右的(de)(de)(de)(de)(de)其他氣(qi)(qi)體,其中(zhong)(zhong)包(bao)括甲(jia)烷、水蒸(zheng)氣(qi)(qi)、氨氣(qi)(qi)等(deng)。這與太陽系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)前身-原始(shi)太陽星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)云(yun)(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)(cheng)相近(jin),但(dan)木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)中(zhong)(zhong)較重(zhong)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)比例卻比原始(shi)太陽星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)云(yun)(yun)多數倍。同(tong)為氣(qi)(qi)體行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也是(shi)類似的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)(cheng),但(dan)天王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及海王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)氫和(he)(he)氦就少得多。由于(yu)木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)較強的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部能源,致使其赤道(dao)與兩極溫差不大,不超過3℃,因(yin)此(ci)木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)上南北風很小,主(zhu)要是(shi)東西風,最大風速(su)達130~150米/秒。木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)大氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)充滿了(le)稠密活躍的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)系(xi)。各種顏色的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)層像波(bo)浪(lang)一樣在激烈翻(fan)騰(teng)著(zhu)。在木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)大氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)還觀測到有(you)閃(shan)電和(he)(he)雷(lei)暴(bao)。由于(yu)木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)自轉,因(yin)此(ci)能在它的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)觀測到與赤道(dao)平行的(de)(de)(de)(de)(de)、明暗交(jiao)替(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)帶紋(wen)其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)帶是(shi)向上運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)區域,暗紋(wen)則(ze)是(shi)較低和(he)(he)較暗的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)(yun)。
木星(xing)表面有紅、褐、白等五彩繽紛的(de)(de)條紋(wen)圖案(an),可以推(tui)測木星(xing)大氣中的(de)(de)風(feng)向是(shi)平行于赤道方向,因區域(yu)的(de)(de)不(bu)同而(er)交互吹著西風(feng)及(ji)東(dong)風(feng),是(shi)木星(xing)大氣的(de)(de)一向明顯特征。大氣中含(han)有極微的(de)(de)甲烷、乙炔之類的(de)(de)有機(ji)(ji)成(cheng)份,而(er)且有打雷(lei)現象生(sheng)成(cheng)有機(ji)(ji)物的(de)(de)機(ji)(ji)率相當(dang)大。
大紅斑與渦旋
木星(xing)的(de)大(da)紅(hong)斑(ban)位(wei)于南(nan)緯23°處,東西長4萬(wan)公里,南(nan)北(bei)寬(kuan)1.3萬(wan)公里。探測器發現,大(da)紅(hong)斑(ban)是一(yi)團(tuan)激烈(lie)上(shang)升的(de)氣流,呈(cheng)深(shen)褐色(se)。這(zhe)(zhe)個彩色(se)的(de)氣旋(xuan)以逆時針方(fang)向轉(zhuan)動(dong)。在大(da)紅(hong)斑(ban)中(zhong)心部分有個小顆粒,是大(da)紅(hong)斑(ban)的(de)核,其(qi)大(da)小約(yue)幾百公里。這(zhe)(zhe)個核在周(zhou)圍的(de)反時針漩渦運動(dong)中(zhong)維持(chi)不動(dong)。大(da)紅(hong)斑(ban)的(de)壽命很長,可維持(chi)幾百年或更久。大(da)紅(hong)斑(ban)的(de)豔麗(li)紅(hong)色(se)令人印(yin)象深(shen)刻(ke),顏(yan)色(se)似(si)乎來自紅(hong)磷(lin)。
鵝(e)蛋形物(wu)體的自轉是(shi)(shi)逆時(shi)針方向,周期大(da)(da)約是(shi)(shi)六天(tian)。大(da)(da)紅斑的維度(du)是(shi)(shi)24,000至40,000千米 X 12,000至14,000千米。它的直徑大(da)(da)到(dao)可以容得(de)下2至3顆地球。這個風(feng)暴的最大(da)(da)高度(du)比周圍的云層高出約8km(5mi)。
風(feng)暴(bao)(bao)通(tong)常都(dou)發生(sheng)在巨行星(xing)大(da)氣層的(de)湍(tuan)流內,木星(xing)也(ye)有(you)白色(se)(se)和棕色(se)(se)的(de)鵝(e)蛋形(xing)風(feng)暴(bao)(bao),但(dan)較小的(de)那(nei)些風(feng)暴(bao)(bao)通(tong)常都(dou)不會被命名。白色(se)(se)的(de)鵝(e)蛋傾(qing)向于(yu)包含大(da)氣層上層,相對較低溫的(de)云。棕色(se)(se)鵝(e)蛋形(xing)是較溫暖(nuan)和位于(yu)普通(tong)云層。這種風(feng)暴(bao)(bao)持續的(de)時(shi)間可以只有(you)幾個小時(shi),也(ye)可以長(chang)達數(shu)個世紀。
隨著行星(xing)際空間探(tan)測器(qi)的(de)(de)(de)發(fa)射,不斷揭示出太(tai)陽系天體中(zhong)許多(duo)前所未知的(de)(de)(de)事(shi)實,木(mu)(mu)星(xing)環(huan)的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)就(jiu)(jiu)是(shi)其中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)個早在1974年“先鋒(feng)11號”探(tan)測器(qi)訪(fang)問木(mu)(mu)星(xing)時,就(jiu)(jiu)曾(ceng)在離木(mu)(mu)星(xing)約13萬(wan)公(gong)里處觀(guan)測到(dao)高能帶電粒(li)子的(de)(de)(de)吸收特征。兩年后有(you)人(ren)提(ti)出這(zhe)一(yi)現(xian)(xian)象可用(yong)木(mu)(mu)星(xing)存在塵埃(ai)環(huan)來說(shuo)明。可惜當時無人(ren)作(zuo)進一(yi)步的(de)(de)(de)定量研(yan)究(jiu)以推(tui)測這(zhe)一(yi)假設環(huan)的(de)(de)(de)物理性質1977年8月(yue)20日(ri)(ri)和(he)9月(yue)5日(ri)(ri)美國先后發(fa)射了(le)“旅(lv)(lv)行者1號”和(he)“旅(lv)(lv)行者2號”空間探(tan)測器(qi)經過一(yi)年半的(de)(de)(de)長途跋(ba)涉“旅(lv)(lv)行者1號”穿過木(mu)(mu)星(xing)赤道面,這(zhe)時它所攜帶的(de)(de)(de)窄角照相機在離木(mu)(mu)星(xing)120萬(wan)公(gong)里的(de)(de)(de)地(di)方拍到(dao)了(le)亮度十分(fen)暗弱的(de)(de)(de)木(mu)(mu)星(xing)環(huan)的(de)(de)(de)照片同年7月(yue)后其到(dao)達的(de)(de)(de)“旅(lv)(lv)行者2號”又獲得(de)了(le)有(you)關木(mu)(mu)星(xing)環(huan)的(de)(de)(de)更多(duo)的(de)(de)(de)信息(xi)。
根(gen)據對空間飛(fei)船(chuan)所拍得照片的(de)(de)(de)(de)研究,現已知道木星環系主(zhu)要(yao)由亮(liang)(liang)(liang)環、暗環和暈三部分(fen)(fen)組(zu)成。環的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)不超過30公里(li)(li)(li)亮(liang)(liang)(liang)環離木星中(zhong)心約(yue)13萬公里(li)(li)(li),寬6000公里(li)(li)(li)。暗環在亮(liang)(liang)(liang)環的(de)(de)(de)(de)內側,寬可達(da)5萬公里(li)(li)(li),其(qi)內邊緣幾(ji)乎同木星大氣層相接。亮(liang)(liang)(liang)環的(de)(de)(de)(de)不透(tou)明度(du)(du)很(hen)低,其(qi)環粒(li)(li)只(zhi)能截收通過陽光的(de)(de)(de)(de)萬分(fen)(fen)之一(yi)左右。靠近(jin)亮(liang)(liang)(liang)環的(de)(de)(de)(de)外緣有一(yi)寬約(yue)700公里(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)(liang)帶它(ta)(ta)比環的(de)(de)(de)(de)其(qi)余部分(fen)(fen)約(yue)亮(liang)(liang)(liang)10%,暗環的(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)(liang)度(du)(du)只(zhi)及亮(liang)(liang)(liang)度(du)(du)環的(de)(de)(de)(de)幾(ji)分(fen)(fen)之一(yi)。暈的(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)伸范圍(wei)可達(da)環面上下各(ge)1萬公里(li)(li)(li)它(ta)(ta)在暗環兩旁(pang)延(yan)(yan)伸到(dao)最遠點,外邊界(jie)則比亮(liang)(liang)(liang)環略遠。據推算,環粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)約(yue)為2微(wei)(wei)米,真可算是微(wei)(wei)粒(li)(li)。這種微(wei)(wei)米量(liang)級的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)粒(li)(li)因輻射壓力、微(wei)(wei)隕星撞(zhuang)擊(ji)等原因壽(shou)命(ming)大大短于太(tai)陽系壽(shou)命(ming)。為了證(zheng)實(shi)木星環是一(yi)種相對穩(wen)(wen)定(ding)結(jie)構(gou)這一(yi)說法(fa)人們提出了維持這種小(xiao)塵埃粒(li)(li)子數量(liang)的(de)(de)(de)(de)動態穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)幾(ji)種可能的(de)(de)(de)(de)環粒(li)(li)補(bu)充源。
木星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)比土星(xing)暗( 反(fan)照率為0.05 )它(ta)們(men)由(you)許多粒狀的(de)巖石(shi)質(zhi)材料組成(cheng)。過去(qu)有(you)人(ren)猜測,在木星(xing)附近有(you)一個塵埃層或(huo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan),但一直(zhi)未(wei)(wei)能證實。1979年3月,“旅(lv)行者1號(hao)”考察木星(xing)時,拍攝到(dao)木星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)照片,不久,“旅(lv)行者2號(hao)”又獲得了木星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)更多情況(kuang),終于證實木星(xing)也有(you)光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)。木星(xing)光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)形狀像個薄圓盤,其厚度約為30公里(li),寬度約為9400公里(li),離木星(xing)12.8萬公里(li)。光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)分(fen)為內環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和外環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan),外環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)較亮,內環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)較暗幾乎與木星(xing)大(da)氣(qi)層相(xiang)接。光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)光(guang)譜型(xing)為G型(xing),光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)也環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)繞著(zhu)木星(xing)公轉,7小(xiao)時轉一圈(quan)。木星(xing)光(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)是由(you)許多黑色碎石(shi)塊構(gou)成(cheng)的(de),石(shi)塊直(zhi)徑在數十(shi)米到(dao)數百米之間。由(you)于黑石(shi)塊不反(fan)射太陽光(guang),因而長期以來一直(zhi)未(wei)(wei)被我們(men)發(fa)現。
木(mu)星(xing)的兩極(ji)有極(ji)光(guang)(guang),這(zhe)似乎是(shi)(shi)從木(mu)衛一(yi)上火山噴發出的物質(zhi)沿著木(mu)星(xing)的引(yin)力線進入木(mu)星(xing)大(da)氣而形成(cheng)的。木(mu)星(xing)有光(guang)(guang)環,光(guang)(guang)環系(xi)統(tong)是(shi)(shi)太陽(yang)系(xi)巨行星(xing)的一(yi)個共同特征,主要由黑(hei)色碎石(shi)塊和雪團(tuan)等物質(zhi)組(zu)成(cheng)。木(mu)星(xing)的光(guang)(guang)環很難觀測到它沒(mei)有土星(xing)那么顯著壯觀,但也可以(yi)分(fen)成(cheng)四圈(quan)。木(mu)星(xing)環約有9400公里寬,但厚度不(bu)到30公里,光(guang)(guang)環繞(rao)木(mu)星(xing)旋轉一(yi)周 需(xu)要大(da)約7小時(shi)。
木星有(you)(you)一個同土星般的(de)(de)環(huan),不(bu)過(guo)又小(xiao)又微弱。它們(men)的(de)(de)發(fa)現純屬意(yi)料之外,只是(shi)由于兩(liang)個旅行(xing)者1號的(de)(de)科學家(jia)一再堅持航行(xing)10億(yi)千米后(hou),應該去看一下是(shi)否有(you)(you)光(guang)環(huan)存(cun)在。其他人都認為發(fa)現光(guang)環(huan)的(de)(de)可能性為零(ling),但事(shi)實上它們(men)是(shi)存(cun)在的(de)(de)。這兩(liang)個科學家(jia)想(xiang)出的(de)(de)真是(shi)一條妙(miao)計啊(a)。它們(men)后(hou)來被地面上的(de)(de)望遠鏡(jing)拍了照。
木星光(guang)環中的(de)(de)(de)粒子可能并不(bu)是穩定地存在(zai)(由大氣層和磁場(chang)的(de)(de)(de)作(zuo)用)。這樣一(yi)來,如(ru)果光(guang)環要(yao)保持形(xing)狀,它們需(xu)被不(bu)停(ting)地補充。兩顆處(chu)在(zai)光(guang)環中公轉的(de)(de)(de)小衛星:木衛十六和木衛十七,顯而易見是光(guang)環資源的(de)(de)(de)最佳候選(xuan)。
伽利略號飛行器對木(mu)星(xing)大氣的探測發現在(zai)木(mu)星(xing)光(guang)環和最(zui)外層大氣層之間(jian)另存在(zai)了一個強輻射(she)帶,大致相當于電(dian)離層輻射(she)帶的十倍(bei)強。驚人(ren)的是(shi),新發現的帶中(zhong)含有來自不知何方的高能(neng)量氦離子。
1979年(nian)3月,“旅行者一號(hao)(hao)”探測(ce)器(qi)穿越木(mu)(mu)星(xing)赤道平(ping)面時,在離(li)地球6億千米處(chu)發(fa)回大量的(de)珍貴照片。出(chu)乎人們(men)所料(liao)發(fa)現(xian)木(mu)(mu)星(xing)和土(tu)星(xing)一樣也(ye)擁有光環。4個月后,旅行者2號(hao)(hao)探測(ce)器(qi)飛臨木(mu)(mu)星(xing)證(zheng)實了這個結(jie)論(lun)。
木(mu)(mu)星(xing)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和(he)土星(xing)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)有很大不同(tong)。木(mu)(mu)星(xing)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)是彌散透(tou)明的(de),由亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)、暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和(he)暈三部(bu)分組成。亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)在暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)外邊暈為一層極薄的(de)塵(chen)(chen)云,將亮環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和(he)暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)整個包圍起來(lai)。木(mu)(mu)星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)是由大量的(de)塵(chen)(chen)埃(ai)和(he)黑(hei)色的(de)碎石組成,不反光(guang)(guang),肉眼無法(fa)看到以周期為7小時左右的(de)速度圍繞木(mu)(mu)星(xing)旋(xuan)轉(zhuan)。暗(an)淡單(dan)薄的(de)木(mu)(mu)星(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)套在龐大的(de)木(mu)(mu)星(xing)身(shen)軀上,發現(xian)它確實是極不容易的(de)。
木(mu)星(xing)是人(ren)類迄今為(wei)止(zhi)發現的(de)天然衛(wei)星(xing)最(zui)多的(de)行星(xing),已(yi)發現69顆(ke)衛(wei)星(xing)。木(mu)星(xing)運(yun)動正逐漸地變緩。同樣相同的(de)引潮(chao)力也改變了(le)衛(wei)星(xing)的(de)軌道,使它們慢(man)慢(man)地逐漸遠離木(mu)星(xing)。木(mu)衛(wei)一,木(mu)衛(wei)二,木(mu)衛(wei)三(san)由引潮(chao)力影響而使公轉(zhuan)共動關系固(gu)定為(wei)1:2:4,并共同變化。木(mu)衛(wei)四也是這(zhe)其(qi)中一個部分,在未(wei)來(lai)的(de)數億年里,木(mu)衛(wei)四也將被鎖定,以木(mu)衛(wei)三(san)的(de)兩(liang)倍(bei)公轉(zhuan)周期,以木(mu)衛(wei)一的(de)八倍(bei)來(lai)運(yun)行。木(mu)星(xing)的(de)衛(wei)星(xing)由宙斯一生中所接觸過的(de)人(ren)來(lai)命名(大多是他的(de)情人(ren))。
木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)可(ke)分為三(san)群(qun):最(zui)靠近木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)一群(qun)——木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)六、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)四、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五、木衛(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)星(xing)(xing)(xing)等8顆軌道偏心(xin)率都小(xiao)于0.01,順行(xing),屬于規(gui)則衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing);其余均屬不規(gui)則衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)。離(li)木星(xing)(xing)(xing)稍遠的(de)(de)一群(qun)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)——木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)三(san)、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)六、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)及木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)七(qi),偏心(xin)離(li)為0.11~0.21,順行(xing)。離(li)木星(xing)(xing)(xing)最(zui)遠的(de)(de)一群(qun)——木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)二、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)一、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)八及木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)九,偏心(xin)率0.17~0.38、逆行(xing)。木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)、木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四于1610年(nian)由(you)伽(jia)利(li)(li)略(lve)發現,稱為伽(jia)利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)。1892年(nian)巴納德用(yong)(yong)望遠鏡發現了木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五其他衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)都是1904年(nian)以(yi)后(hou)(hou)用(yong)(yong)照相(xiang)方(fang)法陸(lu)續發現的(de)(de)。“旅行(xing)者號(hao)”飛(fei)船于1979年(nian)發現了木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)四,1980年(nian)又先后(hou)(hou)發現木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)五和(he)木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)十(shi)(shi)(shi)六。除四個伽(jia)利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)外,其余的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)半徑多(duo)是幾公里(li)到(dao)20公里(li)的(de)(de)大(da)石頭。木衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)較(jiao)大(da)其半徑為2631公里(li)。
木星(xing)的四個伽(jia)利(li)略(lve)衛(wei)星(xing)和木衛(wei)五(wu)的軌道幾(ji)乎(hu)在木星(xing)的赤(chi)道面上。
木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁場(chang)(chang)強(qiang)度是(shi)地球的(de)(de)(de)(de)(de)14倍,范圍(wei)從赤道的(de)(de)(de)(de)(de)4.2高斯(si)(0.42mT)到極區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)10至(zhi)14高斯(si)(1.0-1.4mT),是(shi)太陽(yang)系最強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁場(chang)(chang)(除了太陽(yang)黑子(zi)(zi))。這(zhe)個場(chang)(chang)被認為是(shi)由(you)渦流(liu)產生的(de)(de)(de)(de)(de) -旋流(liu)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)導電材料- 核(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)態金(jin)屬氫。在(zai)埃歐衛星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)火山釋放出大量的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)氧化硫(liu),形(xing)成沿著衛星(xing)(xing)(xing)軌道的(de)(de)(de)(de)(de)氣體環。這(zhe)些氣體在(zai)磁層內(nei)被電離(li),生成硫(liu)和氧的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)。它們與源自木星(xing)(xing)(xing)大氣層的(de)(de)(de)(de)(de)氫離(li)子(zi)(zi),在(zai)木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)赤道平(ping)面形(xing)成等離(li)子(zi)(zi)片。這(zhe)些片狀的(de)(de)(de)(de)(de)等離(li)子(zi)(zi)與行(xing)星(xing)(xing)(xing)一起轉動(dong),造成進入磁場(chang)(chang)平(ping)面的(de)(de)(de)(de)(de)變形(xing)偶(ou)極磁場(chang)(chang)。在(zai)等離(li)子(zi)(zi)片內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)電流(liu)產生強(qiang)大的(de)(de)(de)(de)(de)無線電訊號,造成范圍(wei)在(zai)0.6至(zhi)30MHz的(de)(de)(de)(de)(de)爆發。
木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)層的(de)范(fan)圍大而且結(jie)構復雜,在(zai)距離木(mu)(mu)星(xing)140-700萬公(gong)(gong)里(li)(li)之(zhi)間的(de)巨大空(kong)間都是(shi)木(mu)(mu)星(xing)的(de)磁(ci)(ci)層;而地(di)球的(de)磁(ci)(ci)層只在(zai)距地(di)心(xin)5~7萬公(gong)(gong)里(li)(li)的(de)范(fan)圍內。木(mu)(mu)星(xing)的(de)四個大衛星(xing)都被(bei)木(mu)(mu)星(xing)的(de)磁(ci)(ci)層所屏蔽,使之(zhi)免(mian)遭太陽風的(de)襲擊(ji)。地(di)球周圍有(you)條稱(cheng)為范(fan)艾倫帶(dai)的(de)輻(fu)射帶(dai),木(mu)(mu)星(xing)周圍也有(you)這樣的(de)輻(fu)射帶(dai)。美國的(de)“旅行(xing)者1號”還發現木(mu)(mu)星(xing)背向太陽的(de)一(yi)面有(you)3萬公(gong)(gong)里(li)(li)長的(de)北極光。1981年初,當(dang)“旅行(xing)者2號”早已離開(kai)木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)層飛奔土星(xing)的(de)途中(zhong),曾再次受到木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)場(chang)的(de)影響。由此看來(lai),木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)尾(wei)至(zhi)少拖(tuo)長到了(le)6000萬公(gong)(gong)里(li)(li)以外。
木星(xing)的磁氣圈(quan)(quan)分(fen)布(bu)范(fan)圍(wei)比地(di)球磁氣圈(quan)(quan)的范(fan)圍(wei)大上100多倍,是(shi)太陽(yang)系中(zhong)最大的磁氣圈(quan)(quan)。由于太陽(yang)風和(he)磁氣圈(quan)(quan)的作用木星(xing)也和(he)地(di)球一樣在極(ji)區有極(ji)光產(chan)生(sheng),強度約為地(di)球的100倍。
木(mu)星(xing)是(shi)(shi)(shi)行星(xing)中唯一與太(tai)陽(yang)的(de)(de)質(zhi)心位(wei)于(yu)太(tai)陽(yang)本(ben)體之外(wai)的(de)(de),但(dan)也只在(zai)太(tai)陽(yang)半徑之外(wai)7%。木(mu)星(xing)至(zhi)太(tai)陽(yang)的(de)(de)平均距離(li)是(shi)(shi)(shi)7億7800萬千米(大約是(shi)(shi)(shi)地(di)(di)球至(zhi)太(tai)陽(yang)距離(li)的(de)(de)5.2倍(bei),或5.2天文單(dan)位(wei)),公轉太(tai)陽(yang)一周(zhou)要11.8地(di)(di)球年。這是(shi)(shi)(shi)土星(xing)公轉周(zhou)期的(de)(de)五分之二,也就是(shi)(shi)(shi)說太(tai)陽(yang)系最大的(de)(de)兩(liang)顆行星(xing)之間(jian)形(xing)成5:2的(de)(de)共振軌(gui)道周(zhou)期。木(mu)星(xing)的(de)(de)橢圓軌(gui)道相(xiang)對于(yu)地(di)(di)球軌(gui)道傾(qing)斜(xie)1.31°,因(yin)為離(li)心率0.048,因(yin)此(ci)(ci)近日點和遠日點的(de)(de)距離(li)相(xiang)差(cha)7,500萬千米。木(mu)星(xing)的(de)(de)軌(gui)道傾(qing)角(jiao)相(xiang)較(jiao)于(yu)地(di)(di)球和火星(xing)非常小,只有3.13°,因(yin)此(ci)(ci)沒有明顯的(de)(de)季節變化。
木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)自轉(zhuan)是(shi)太(tai)陽系所有行(xing)星(xing)中最快(kuai)的(de)(de)(de),對其軸完成(cheng)一(yi)次旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)時間少于(yu)10小(xiao)時;這造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)赤(chi)道隆起,在地(di)球(qiu)以業余(yu)的(de)(de)(de)小(xiao)望(wang)遠鏡就可以很容易看出來(lai)。這顆(ke)(ke)行(xing)星(xing)是(shi)顆(ke)(ke)扁球(qiu)體,意思是(shi)他的(de)(de)(de)赤(chi)道直徑比兩(liang)極(ji)之間的(de)(de)(de)直徑長。木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)赤(chi)道直徑比通過兩(liang)極(ji)的(de)(de)(de)直徑長9,275km(5,763mi)。
因為木星不是固體,他的(de)上層(ceng)(ceng)大氣有(you)(you)著較差自轉。木星極區大氣層(ceng)(ceng)的(de)自轉周(zhou)期比赤(chi)道的(de)長約5分(fen)鐘,有(you)(you)三(san)個(ge)系統做為參(can)考框架,特別是在(zai)描(miao)繪大氣運(yun)動的(de)特征。系統I適用于緯度10°N至10°S的(de)范圍,是最短的(de)9h50m30.0s。系統II適用于從南至北所有(you)(you)的(de)緯度,它的(de)周(zhou)期是9h55m40.6s。系統III最早(zao)是電波天文(wen)學定義的(de),對(dui)應于行星磁層(ceng)(ceng)的(de)自轉,它的(de)周(zhou)期是木星的(de)官方周(zhou)期。
一般小型的雙筒望遠鏡可(ke)(ke)以(yi)(yi)看到木(mu)星(xing)以(yi)(yi)及身旁的四大(da)衛(wei)(wei)星(xing),因(yin)為(wei)他的光度十(shi)分明亮(liang),所(suo)以(yi)(yi)即使是在(zai)(zai)大(da)都市中(zhong)也可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)夜空中(zhong)找到他的位置。在(zai)(zai)小型天文(wen)望遠鏡中(zhong),可(ke)(ke)以(yi)(yi)看到木(mu)星(xing)較清晰的結構如大(da)紅斑以(yi)(yi)及與(yu)四大(da)衛(wei)(wei)星(xing),且衛(wei)(wei)星(xing)與(yu)木(mu)星(xing)的相對位置會(hui)隨時間而改變(bian),就像一個"小太陽系"一樣,十(shi)分有趣。
先驅者號
美國宇航局(ju)于(yu)1972年3月發(fa)射(she)了(le)“先驅(qu)者”10號(hao)探測(ce)(ce)(ce)器(qi),這是(shi)第一個(ge)探測(ce)(ce)(ce)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)使者,它穿越危險的(de)(de)小行(xing)(xing)星(xing)(xing)帶和木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)周圍的(de)(de)強輻(fu)射(she)區,經過一年零九個(ge)月,行(xing)(xing)程10億(yi)千米,于(yu)1973年10月飛臨(lin)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing),探測(ce)(ce)(ce)到木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)規模宏大(da)的(de)(de)磁層研究了(le)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)大(da)氣傳(chuan)回了(le)三百(bai)多幅(fu)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)圖(tu)形。
1973年4月(yue)美國又發射(she)了“先驅者(zhe)”11號(hao)探測(ce)器,1974年12月(yue)5日(ri)到達木(mu)(mu)星(xing)它離(li)木(mu)(mu)星(xing)表(biao)面距離(li)最短是只有4.6萬千米,比“先驅者(zhe)”10號(hao)更近(jin)。送回了有關木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)場、輻射(she)帶、中立、溫度、大氣結構等情況(kuang),并觀(guan)測(ce)到了木(mu)(mu)星(xing)南極地帶。
旅行者號
1977年(nian)(nian)8月20日和9月5日,美國先(xian)后發射了(le)(le)旅(lv)(lv)行(xing)者(zhe)2號(hao)(hao)和1號(hao)(hao)探(tan)測(ce)器這(zhe)兩(liang)個(ge)姊妹探(tan)測(ce)器沿(yan)著兩(liang)條不同的(de)軌道飛(fei)行(xing)。擔負(fu)探(tan)測(ce)太陽系(xi)外圍行(xing)星(xing)(xing)(xing)的(de)任務發射一(yi)百天后,旅(lv)(lv)行(xing)者(zhe)1號(hao)(hao)超過(guo)旅(lv)(lv)行(xing)者(zhe)2號(hao)(hao),并先(xian)期到達(da)木(mu)星(xing)(xing)(xing)考察。1979年(nian)(nian)3月5日,旅(lv)(lv)行(xing)者(zhe)1號(hao)(hao)在距(ju)木(mu)星(xing)(xing)(xing)27.5萬公里處與木(mu)星(xing)(xing)(xing)會合,拍(pai)攝了(le)(le)木(mu)星(xing)(xing)(xing)及其衛星(xing)(xing)(xing)的(de)幾千(qian)張照(zhao)片(pian)并傳回地球。通(tong)過(guo)這(zhe)些照(zhao)片(pian)可以發現木(mu)星(xing)(xing)(xing)周圍也(ye)有一(yi)個(ge)光環,還探(tan)測(ce)到木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)衛星(xing)(xing)(xing)上有火(huo)山爆發活(huo)動。旅(lv)(lv)行(xing)者(zhe)2號(hao)(hao)于1979年(nian)(nian)7月9日到達(da)木(mu)星(xing)(xing)(xing)附近,從木(mu)星(xing)(xing)(xing)及其衛星(xing)(xing)(xing)中(zhong)間穿過(guo),在距(ju)木(mu)星(xing)(xing)(xing)72萬公里處拍(pai)攝了(le)(le)幾千(qian)張照(zhao)片(pian)。
伽利略號
“伽利略(lve)”號(hao)探(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)于1989年(nian)(nian)升空,1995年(nian)(nian)12月抵達(da)環木(mu)(mu)星(xing)(xing)軌道。它旅(lv)行了(le)(le)28億英(ying)里,它的終結日(ri)期比原來(lai)預(yu)計的晚(wan)了(le)(le)六年(nian)(nian)。伽利略(lve)號(hao)繞木(mu)(mu)星(xing)(xing)飛行了(le)(le)34圈,獲得了(le)(le)有關木(mu)(mu)星(xing)(xing)大氣層的第一手探(tan)測(ce)(ce)(ce)資料,在1995年(nian)(nian)將一個探(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)放到了(le)(le)木(mu)(mu)星(xing)(xing)上(shang)。它發現(xian)(xian)在木(mu)(mu)星(xing)(xing)的衛星(xing)(xing)歐羅巴(Europa)、Ganymede、Callisto的地下有咸水,還(huan)發現(xian)(xian)木(mu)(mu)星(xing)(xing)衛星(xing)(xing)上(shang)有劇烈的火山爆(bao)發。
“伽利(li)略”號探測器在2003年年9月21日(ri)墜毀于木(mu)星(xing),以此結束其近(jin)14年的(de)太空探索(suo)生涯。這(zhe)將是美(mei)國(guo)宇航局自1999年以來首次控制探測器在地球之外的(de)天(tian)體上墜毀。
朱諾號
美國(guo)宇航(hang)局2008年(nian)(nian)(nian)11月(yue)宣布,已將木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)定(ding)為(wei)下一(yi)個(ge)探(tan)(tan)索天空(kong)的(de)遠(yuan)大(da)目(mu)標,NASA將在2011年(nian)(nian)(nian)8月(yue)發射一(yi)個(ge)新的(de)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)探(tan)(tan)測(ce)器“朱諾(nuo)”,展開對木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)深入探(tan)(tan)測(ce),該探(tan)(tan)測(ce)器首先繞(rao)地球運行(xing)至2013年(nian)(nian)(nian),利(li)用(yong)地球引(yin)力將“朱諾(nuo)”彈射到(dao)外太陽系;預計在2016年(nian)(nian)(nian)中(zhong)期到(dao)達木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道。此后(hou),“朱諾(nuo)”每年(nian)(nian)(nian)大(da)約(yue)繞(rao)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)運轉32圈,探(tan)(tan)測(ce)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部的(de)結(jie)構(gou)情況;測(ce)定(ding)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)氣(qi)成(cheng)分;研(yan)究(jiu)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大(da)氣(qi)對流情況以及(ji)探(tan)(tan)討木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁場起源和磁層,通過它的(de)探(tan)(tan)測(ce),科(ke)學家希望了解木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)這顆巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)形成(cheng)、演(yan)化和本體內部結(jie)構(gou)以及(ji)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)等。全部任務計劃(hua)于2017年(nian)(nian)(nian)10月(yue)結(jie)束。
“朱諾號(hao)”探測器(qi)于(yu)2018年(nian)2月7日上(shang)午在第(di)11次近距離飛越這(zhe)顆氣(qi)態巨行星時(shi),采(cai)用了彩(cai)色增(zeng)強的延時(shi)圖像(xiang)序列拍(pai)攝(she)。
2018年2月,美國航空航天局(NASA)公布了(le)由“朱諾(nuo)”號(hao)衛星(xing)拍(pai)攝(she)到的(de)一組木星(xing)南極(ji)的(de)圖像(xiang),醒目(mu)的(de)藍色漩渦以華麗(li)的(de)圖案扭曲(qu)變幻,創造了(le)令人驚嘆的(de)奇(qi)觀。
對木星(xing)的(de)考察表明:木星(xing)正在(zai)向其宇宙空(kong)間釋(shi)放巨大能(neng)量(liang)。它所放出的(de)能(neng)量(liang)是它所獲(huo)得太陽能(neng)量(liang)的(de)兩倍(bei)這說(shuo)明木星(xing)釋(shi)放能(neng)量(liang)的(de)一半(ban)來(lai)自于它的(de)內(nei)部。木星(xing)內(nei)部存在(zai)熱源(yuan)。
眾所周知(zhi),太陽之所以不斷放射出大(da)量的(de)光和熱(re),是因(yin)為(wei)太陽內部時刻進行著核(he)聚變反(fan)應(ying),在核(he)聚變過程中釋(shi)放出大(da)量的(de)能(neng)量。木(mu)星(xing)是一個巨大(da)的(de)液(ye)態氫星(xing)球,本身已(yi)具(ju)備了(le)無(wu)法比擬的(de)天然核(he)燃料,加之木(mu)星(xing)的(de)中心溫(wen)度已(yi)達到(dao)了(le)28萬K,具(ju)備了(le)進行熱(re)核(he)反(fan)應(ying)所需的(de)高溫(wen)條(tiao)(tiao)件。至于熱(re)核(he)反(fan)應(ying)所需的(de)高壓條(tiao)(tiao)件,就木(mu)星(xing)的(de)收縮速度和對太陽放出的(de)能(neng)量及攜(xie)能(neng)粒(li)子的(de)吸積特性來看(kan),木(mu)星(xing)在經過幾十(shi)億年的(de)演化(hua)之后,中心壓可達到(dao)最初核(he)反(fan)應(ying)時所需的(de)壓力水平(ping)。
木星(xing)(xing)(xing)和(he)(he)太陽的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分十分相似,但是卻沒(mei)有(you)(you)像(xiang)太陽那(nei)(nei)樣(yang)燃燒起來,是因為(wei)它(ta)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)太小。木星(xing)(xing)(xing)要成(cheng)為(wei)像(xiang)太陽那(nei)(nei)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing),需(xu)要將質(zhi)量(liang)增加(jia)到(dao)如(ru)今的(de)(de)(de)(de)100倍才行,根據天文學家的(de)(de)(de)(de)計算,只有(you)(you)質(zhi)量(liang)大(da)于太陽質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)7%,才能(neng)進行聚變反應(ying),發出光和(he)(he)熱。一旦木星(xing)(xing)(xing)上(shang)爆發了大(da)規(gui)模(mo)的(de)(de)(de)(de)熱核反應(ying),以(yi)千奇(qi)百怪的(de)(de)(de)(de)旋渦形式運動的(de)(de)(de)(de)木星(xing)(xing)(xing)大(da)氣層將充當釋放核熱能(neng)的(de)(de)(de)(de)“發射(she)器”所以(yi),有(you)(you)些科學家猜測,再經過幾十億年之后,木星(xing)(xing)(xing)將會改(gai)變它(ta)的(de)(de)(de)(de)身份,從(cong)一顆行星(xing)(xing)(xing)變成(cheng)一顆名副其實的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)。
撞擊事件
1993年3月(yue)24日(ri)(ri),美(mei)(mei)國天文學家(jia)尤金·蘇(su)梅(mei)(mei)克(ke)(ke)和卡羅琳·蘇(su)梅(mei)(mei)克(ke)(ke)以及天文愛好者(zhe)戴維(wei)·列維(wei),利用美(mei)(mei)國加州帕洛(luo)瑪天文臺的(de)46厘米天文望遠(yuan)鏡發(fa)現(xian)了(le)一(yi)顆(ke)彗(hui)星(xing),遂以他(ta)們的(de)姓(xing)氏命名(ming)為蘇(su)梅(mei)(mei)克(ke)(ke)-列維(wei)9號(hao)彗(hui)星(xing)。這(zhe)顆(ke)彗(hui)星(xing)被(bei)發(fa)現(xian)一(yi)年零兩個(ge)多月(yue)后(hou),于1994年7月(yue)16日(ri)(ri)至(zhi)22日(ri)(ri),斷裂成(cheng)21個(ge)碎塊(kuai),其中最大的(de)一(yi)塊(kuai)寬約4公(gong)里(li),以每秒60公(gong)里(li)的(de)速度連珠炮(pao)一(yi)般向木星(xing)撞去。
2009年7月21日(ri),澳大利亞一位(wei)業余天文愛好者(zhe)安東尼(ni)·衛(wei)斯(si)(si)理,在(zai)(zai)凌晨1點利用自家后院(yuan)的14.5英寸反射式望遠鏡發現木星(xing)(xing)被(bei)彗星(xing)(xing)或者(zhe)小行星(xing)(xing)撞(zhuang)擊(ji),在(zai)(zai)木星(xing)(xing)表面留下(xia)地球般大小的撞(zhuang)擊(ji)痕跡。美國航空(kong)航天局噴氣推(tui)進實驗室在(zai)(zai)20日(ri)晚(wan)上9點證(zheng)實了衛(wei)斯(si)(si)理的發現,并于21日(ri)證(zheng)實木星(xing)(xing)在(zai)(zai)過去相當短一段時(shi)間內(nei)再(zai)次遭遇(yu)其他星(xing)(xing)體撞(zhuang)擊(ji),使木星(xing)(xing)南極附(fu)近落(luo)下(xia)黑(hei)色疤斑撞(zhuang)擊(ji)處上空(kong)的木星(xing)(xing)大氣層出現一個地球大小的空(kong)洞。
2010年6月3日,澳洲的業(ye)余天文學(xue)家天文愛好者(zhe)觀(guan)測到(dao)(dao)一顆(ke)彗星的撞擊,造成(cheng)小于以(yi)前觀(guan)測到(dao)(dao)的事件(jian)(jian)。稍后,另(ling)一位菲律賓的業(ye)余天文學(xue)家也錄(lu)影捕捉(zhuo)到(dao)(dao)這次事件(jian)(jian)。
外星生命
在1953年(nian),米勒-尤里實(shi)驗證明了閃電和存在于(yu)原始地(di)球(qiu)大(da)氣(qi)中的(de)(de)(de)化(hua)合(he)(he)物(wu)組合(he)(he)可以形成有(you)(you)(you)機物(wu)(包括氨基酸),可以做為(wei)生命的(de)(de)(de)基石(shi)。這模(mo)擬的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)成分為(wei)水、甲烷(wan)、氨和氫分子(zi);所有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)這些(xie)物(wu)質(zhi)都在現今(jin)的(de)(de)(de)木星(xing)大(da)氣(qi)層(ceng)中被(bei)發(fa)現。木星(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)層(ceng)有(you)(you)(you)強大(da)的(de)(de)(de)垂直空氣(qi)流(liu)動,運載這些(xie)化(hua)合(he)(he)物(wu)進入較低(di)的(de)(de)(de)地(di)區。 但(dan)在木星(xing)的(de)(de)(de)內部有(you)(you)(you)更高的(de)(de)(de)溫度,會分解這些(xie)化(hua)學物(wu),會妨礙類似地(di)球(qiu)生命的(de)(de)(de)形成。
在(zai)(zai)木星(xing)(xing),因為(wei)(wei)在(zai)(zai)木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)氣層(ceng)(ceng)中(zhong)只(zhi)有(you)少量的(de)(de)(de)水,還有(you)任(ren)(ren)何的(de)(de)(de)固體表面都在(zai)(zai)深處(chu)壓(ya)力極大(da)的(de)(de)(de)地(di)區,因此被認為(wei)(wei)不(bu)可(ke)能存在(zai)(zai)任(ren)(ren)何類似地(di)球的(de)(de)(de)生(sheng)命。在(zai)(zai)1976年(nian),在(zai)(zai)航海家(jia)任(ren)(ren)務之(zhi)前,曾經假設基于氨與(yu)水的(de)(de)(de)生(sheng)命可(ke)能在(zai)(zai)木星(xing)(xing)大(da)氣層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)上層(ceng)(ceng)進化。這一假設是基于地(di)球的(de)(de)(de)海洋態環境,頂層(ceng)(ceng)有(you)簡(jian)單的(de)(de)(de)光合作用浮游生(sheng)物(wu),低層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)魚(yu)可(ke)以喂食這些生(sheng)物(wu),而肉食的(de)(de)(de)海洋生(sheng)物(wu)可(ke)以獵食這些魚(yu)。
在(zai)(zai)木(mu)星的一些衛星,地表之下可(ke)能(neng)有(you)海洋存(cun)在(zai)(zai),導致(zhi)這些衛星更可(ke)能(neng)有(you)生物存(cun)在(zai)(zai)的猜測。
神話傳說
木(mu)星(xing),因為在(zai)夜晚以(yi)肉眼很容易就看見(jian)它,當太(tai)陽的(de)位置很低時,偶爾(er)也能在(zai)白天看見(jian),因此(ci)自古(gu)以(yi)來就為人所知。在(zai)巴比倫,這個天體代表(biao)他(ta)們的(de)神馬(ma)爾(er)杜克(ke)(Marduk)。他(ta)們用木(mu)星(xing)軌道大約12年(nian)繞行黃道一周來定(ding)義它們生肖的(de)星(xing)宮(gong)。
羅馬(ma)人(ren)依據神(shen)話將它命名(ming)為(wei)木星(xing)(拉(la)丁(ding)語:Iuppiter, Iūpiter,也稱(cheng)為(wei)Jova),是羅馬(ma)神(shen)話中(zhong)主要的神(shen),它的名(ming)字來自原始印歐語系(xi)的呼格(ge)合成*Dyēu-p?ter(主格(ge):*Dyēus-p?tēr,意(yi)思(si)是, "O 天神(shen)之父"或"O 日神(shen)之父")。相對而言,木星(xing)對應(ying)于希(xi)臘神(shen)話是宙斯(Ζε??),也被稱(cheng)為(wei)Dias(Δ?α?),其中(zhong)的行星(xing)名(ming)稱(cheng)仍然保留在現代的希(xi)臘語中(zhong)。
在中(zhong)、日、韓語系中(zhong),基于(yu)中(zhong)國的(de)五行(xing),這顆行(xing)星被稱(cheng)為木(mu)星。中(zhong)國的(de)道(dao)教它擬(ni)人(ren)化(hua)成(cheng)為福(fu)星,希臘人(ren)稱(cheng)之為Φα?θων,;法厄同(Phaethon)、"創新(blazing)"。在吠(fei)陀占星,木(mu)星被稱(cheng)為祭主仙人(ren)(Brihaspati),是啟發靈性的(de)宗教導師(shi),通常稱(cheng)為上師(shi)(Guru),字面的(de)意思是"重人(ren)"。
在(zai)英語,周四(si)(Thursday)是(shi)源(yuan)自"雷神(shen)日(ri)(ri)"(Thor's day),是(shi)出在(zai)日(ri)(ri)耳曼神(shen)話(hua)。相較于(yu)羅馬神(shen)話(hua)就是(shi)朱庇特。羅馬星(xing)期的Jovis也重(zhong)新命名(ming)為Thursday。
在(zai)突厥神話,木星(xing)稱為"Erendiz/Erentüz",這意味著"eren(?)+ yultuz(star)",而關于"eren"有許多(duo)有意義的(de)理論。同(tong)樣的(de),它們也算出木星(xing)的(de)軌(gui)道周(zhou)期是11年(nian)又300天。他們認為一(yi)些社會和自然的(de)事(shi)件連(lian)結(jie)到在(zai)天上運行的(de)。