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木星
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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。木星是一個氣態巨行星,占所有太陽系行星質量的70%,主要由氫組成,占其總質量的75%,其次為氦,占總質量的25%,巖核則含有其他較重的元素。人類所看到的通常是大氣中云層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。環繞著行星的是松弱的行星環系統和強大的磁層(木星磁場十分強大,其背對太陽一面的磁場甚至延伸至土星軌道)。木星至少有79個衛星。
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人文歷史

發現&命名

木(mu)(mu)星(xing),因為(wei)在夜晚以(yi)肉眼很容易就(jiu)看見它(ta),當(dang)太陽的(de)(de)(de)(de)位置很低時,偶爾也(ye)能在白天看見,因此自(zi)古以(yi)來就(jiu)為(wei)人所知。在巴比倫(lun),這個天體代表他(ta)們的(de)(de)(de)(de)神(shen)(shen)馬(ma)爾杜(du)克(ke)(Marduk)。他(ta)們用木(mu)(mu)星(xing)軌道大約12年繞行黃(huang)道一周來定義它(ta)們生(sheng)肖的(de)(de)(de)(de)星(xing)宮(gong)。羅(luo)馬(ma)人依據神(shen)(shen)話(hua)(hua)將它(ta)命(ming)名(ming)為(wei)木(mu)(mu)星(xing)(拉丁(ding)語(yu):Iuppiter, Iūpiter,也(ye)稱(cheng)為(wei)Jova),是(shi)(shi)羅(luo)馬(ma)神(shen)(shen)話(hua)(hua)中(zhong)主要的(de)(de)(de)(de)神(shen)(shen),它(ta)的(de)(de)(de)(de)名(ming)字來自(zi)原始(shi)印歐(ou)語(yu)系的(de)(de)(de)(de)呼格合成(cheng)*Dyēu-p?ter(主格:*Dyēus-p?tēr,意思是(shi)(shi)“O天神(shen)(shen)之(zhi)父”或(huo)“O日(ri)神(shen)(shen)之(zhi)父”)。相對而言,木(mu)(mu)星(xing)對應于(yu)希臘神(shen)(shen)話(hua)(hua)是(shi)(shi)宙斯(Ζε??),也(ye)被稱(cheng)為(wei)Dias(Δ?α?),其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)行星(xing)名(ming)稱(cheng)仍然保留在現代的(de)(de)(de)(de)希臘語(yu)中(zhong)。在英語(yu),周四(Thursday)是(shi)(shi)源自(zi)“雷神(shen)(shen)日(ri)”(Thor's day),是(shi)(shi)出在日(ri)耳曼(man)神(shen)(shen)話(hua)(hua)。相較(jiao)于(yu)羅(luo)馬(ma)神(shen)(shen)話(hua)(hua)就(jiu)是(shi)(shi)朱庇(bi)特(te)。羅(luo)馬(ma)星(xing)期四的(de)(de)(de)(de)Jovis也(ye)重新命(ming)名(ming)為(wei)Thursday。

在中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、日(ri)、韓語系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),基于中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國的(de)五行,這顆(ke)行星被(bei)稱(cheng)為(wei)(wei)木(mu)(mu)(mu)星。李商隱在《馬嵬(wei)》中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)那句“如何四紀為(wei)(wei)天子,不(bu)及盧(lu)家有莫愁”中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)“紀“即(ji)為(wei)(wei)木(mu)(mu)(mu)星的(de)公轉周期。中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國的(de)道教將它擬人化成為(wei)(wei)福星。在吠陀占星學(xue)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),木(mu)(mu)(mu)星被(bei)稱(cheng)為(wei)(wei)祭(ji)主仙人(Brihaspati),是啟(qi)發靈(ling)性的(de)宗教導師(shi),通(tong)常稱(cheng)為(wei)(wei)上師(shi)(Guru),字面的(de)意思是"重人"。在突厥神話(hua),木(mu)(mu)(mu)星稱(cheng)為(wei)(wei)“Erendiz/Erentüz”。

研究

生命可能

在1953年,米勒-尤里實驗(yan)證(zheng)明了閃電和(he)存在于原始地球(qiu)大氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)(wu)組合可以形成(cheng)有機(ji)物(wu)(wu)(包(bao)括(kuo)氨基酸),可以作為(wei)生(sheng)命的(de)(de)(de)基石(shi)。這模擬的(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)成(cheng)分(fen)為(wei)水、甲烷、氨和(he)氫分(fen)子;所有的(de)(de)(de)這些物(wu)(wu)質都在現今的(de)(de)(de)木(mu)(mu)星(xing)(xing)大氣(qi)(qi)層中(zhong)被發(fa)現。木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)層有強大的(de)(de)(de)垂直空氣(qi)(qi)流動,運載這些化(hua)合物(wu)(wu)進入較低(di)的(de)(de)(de)地區。但在木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)內(nei)部有更高的(de)(de)(de)溫(wen)度,會分(fen)解這些化(hua)學物(wu)(wu),會妨礙類似地球(qiu)生(sheng)命的(de)(de)(de)形成(cheng)。

天文數據

運動&軌道

公轉與自轉

木(mu)星(xing)(xing)(xing)與太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)共同(tong)質心實際上(shang)是(shi)位于(yu)(yu)(yu)距(ju)離(li)(li)太(tai)陽(yang)中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)1.07倍太(tai)陽(yang)半(ban)(ban)徑(jing)之外——或(huo)者說是(shi)位于(yu)(yu)(yu)太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)之外的(de)(de)(de)(de)7%太(tai)陽(yang)半(ban)(ban)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)位置。木(mu)星(xing)(xing)(xing)至太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)平均距(ju)離(li)(li)是(shi)7億7800萬(wan)千(qian)米(mi)(mi)(大(da)(da)(da)約是(shi)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)至太(tai)陽(yang)距(ju)離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)5.2倍,或(huo)5.2天(tian)文單位),公轉太(tai)陽(yang)一周(zhou)(zhou)要11.8地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)年。這是(shi)土星(xing)(xing)(xing)公轉周(zhou)(zhou)期的(de)(de)(de)(de)五分(fen)之二,也就是(shi)說太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)(xi)最(zui)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)兩顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)之間(jian)形成5:2的(de)(de)(de)(de)共振軌道(dao)(dao)周(zhou)(zhou)期。木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)橢圓軌道(dao)(dao)相(xiang)(xiang)(xiang)對于(yu)(yu)(yu)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)軌道(dao)(dao)傾(qing)斜(xie)1.31°,因(yin)(yin)(yin)為(wei)離(li)(li)心率0.048,因(yin)(yin)(yin)此(ci)近日(ri)點(dian)和(he)(he)遠(yuan)日(ri)點(dian)的(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)(li)相(xiang)(xiang)(xiang)差(cha)7,500萬(wan)千(qian)米(mi)(mi)。木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)轉軸傾(qing)角相(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)于(yu)(yu)(yu)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)和(he)(he)火(huo)星(xing)(xing)(xing)非(fei)常小,只(zhi)有(you)3.13°,因(yin)(yin)(yin)此(ci)沒(mei)有(you)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)季(ji)節變化。木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)轉是(shi)太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)(xi)所(suo)(suo)有(you)行(xing)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)最(zui)快的(de)(de)(de)(de),對其軸完成一次(ci)旋轉的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)少(shao)于(yu)(yu)(yu)10小時(shi);這造成的(de)(de)(de)(de)赤(chi)(chi)道(dao)(dao)隆起(qi),在(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)以業余的(de)(de)(de)(de)小望遠(yuan)鏡就可以很(hen)容(rong)易看出來。這顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)是(shi)顆扁球(qiu)(qiu)(qiu)體(ti),意(yi)思是(shi)它的(de)(de)(de)(de)赤(chi)(chi)道(dao)(dao)直徑(jing)比(bi)(bi)兩極(ji)(ji)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)直徑(jing)長(chang)。木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)赤(chi)(chi)道(dao)(dao)直徑(jing)比(bi)(bi)通過(guo)兩極(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)直徑(jing)長(chang)9275千(qian)米(mi)(mi)。 因(yin)(yin)(yin)為(wei)木(mu)星(xing)(xing)(xing)沒(mei)有(you)固體(ti)表(biao)面(mian),上(shang)層(ceng)大(da)(da)(da)氣有(you)著較(jiao)差(cha)自(zi)(zi)轉。木(mu)星(xing)(xing)(xing)極(ji)(ji)區(qu)大(da)(da)(da)氣層(ceng)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)轉周(zhou)(zhou)期比(bi)(bi)赤(chi)(chi)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)長(chang)約5分(fen)鐘,有(you)三個系(xi)(xi)(xi)統(tong)作為(wei)參考框架,特別是(shi)在(zai)描繪大(da)(da)(da)氣運動的(de)(de)(de)(de)特征。系(xi)(xi)(xi)統(tong)I適用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)緯度(du)10°N至10°S的(de)(de)(de)(de)范圍,是(shi)最(zui)短的(de)(de)(de)(de)9小時(shi)50分(fen)30.0秒。系(xi)(xi)(xi)統(tong)II適用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)從南(nan)至北所(suo)(suo)有(you)的(de)(de)(de)(de)緯度(du),它的(de)(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期是(shi)9小時(shi)55分(fen)40.6秒。系(xi)(xi)(xi)統(tong)III最(zui)早是(shi)電波天(tian)文學定義的(de)(de)(de)(de),對應于(yu)(yu)(yu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)磁層(ceng)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)轉,它的(de)(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期就是(shi)采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)木(mu)星(xing)(xing)(xing)自(zi)(zi)轉周(zhou)(zhou)期。

衛星&光環

衛星

木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)、木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)、木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)、木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)四(si)在1610年被(bei)伽利(li)(li)略(lve)用望(wang)遠(yuan)鏡發(fa)現,稱為(wei)(wei)伽利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星。1892年巴(ba)納德發(fa)現了木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu),其(qi)他衛(wei)(wei)(wei)(wei)星都是(shi)(shi)1904年以后(hou)用照相方法陸(lu)續發(fa)現的(de)(de)。旅行者(zhe)號(hao)飛船于(yu)1979年發(fa)現了木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)十四(si),1980年又先后(hou)發(fa)現木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)十五(wu)和木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)十六(liu)。除四(si)個伽利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星外,其(qi)余的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星半徑多是(shi)(shi)幾(ji)千米到20千米的(de)(de)大(da)石頭。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)半徑為(wei)(wei)2631千米,是(shi)(shi)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星中最大(da)的(de)(de)一(yi)顆,直徑大(da)于(yu)水星。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)可能存在液(ye)態的(de)(de)海洋。木(mu)星的(de)(de)四(si)個伽利(li)(li)略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星和木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)的(de)(de)軌(gui)道(dao)幾(ji)乎在木(mu)星的(de)(de)赤道(dao)面上。

木(mu)星運動正(zheng)逐(zhu)漸地變緩。同(tong)樣相同(tong)的(de)(de)引(yin)潮力也(ye)改(gai)變了衛(wei)(wei)星的(de)(de)軌(gui)道,使(shi)它(ta)們(men)慢(man)慢(man)地逐(zhu)漸遠離木(mu)星。木(mu)衛(wei)(wei)一、木(mu)衛(wei)(wei)二(er)、木(mu)衛(wei)(wei)三由引(yin)潮力影響而(er)使(shi)軌(gui)道共(gong)振固定為1:2:4,并共(gong)同(tong)變化(hua)。木(mu)衛(wei)(wei)四(si)也(ye)是這其中一個(ge)部(bu)分,在未來的(de)(de)數億年里(li),木(mu)衛(wei)(wei)四(si)也(ye)將被鎖定,以(yi)木(mu)衛(wei)(wei)三的(de)(de)兩倍(bei)(bei)公轉周期,以(yi)木(mu)衛(wei)(wei)一的(de)(de)八倍(bei)(bei)來運行。

木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)有眾多衛(wei)星(xing),2018年已發(fa)現79顆(ke),木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)由宙(zhou)斯一(yi)生中(zhong)所接觸過的(de)(de)(de)人來命名(ming)(大多是他(ta)的(de)(de)(de)情人)。它(ta)們大致分為(wei)三群:第(di)一(yi),順(shun)行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)規(gui)則(ze)衛(wei)星(xing),最靠近木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing),木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)十(shi)六、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)十(shi)四、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)五、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)十(shi)五和四顆(ke)伽利略衛(wei)星(xing)共(gong)8顆(ke),軌道(dao)偏(pian)(pian)心率都(dou)小于0.01。第(di)二(er),順(shun)行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)不規(gui)則(ze)衛(wei)星(xing),離(li)(li)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)稍遠(yuan)的(de)(de)(de)一(yi)群,包(bao)括木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)十(shi)三、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)六、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)十(shi)及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)七等,偏(pian)(pian)心離(li)(li)為(wei)0.11~0.21。第(di)三,逆行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)不規(gui)則(ze)衛(wei)星(xing),離(li)(li)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)最遠(yuan)的(de)(de)(de)一(yi)群,包(bao)括木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)十(shi)二(er)、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)十(shi)一(yi)、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)八及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)九等,偏(pian)(pian)心率0.17~0.38。

木星的衛星群

規則衛星

內側群

內側的4顆小(xiao)(xiao)衛星,直徑(jing)小(xiao)(xiao)于200千米(mi),軌道(dao)半(ban)徑(jing)小(xiao)(xiao)于200000千米(mi),軌道(dao)傾(qing)角小(xiao)(xiao)于0.5度。

伽利略衛星

由(you)伽利略和西門·馬里烏斯同時期發現的4顆衛星(xing),軌道在400000千米至2000000千米,有一些是(shi)太陽系中(zhong)較(jiao)大的衛星(xing)。

不規則衛星

撒米斯圖群

這是單獨一顆(ke)衛星(xing)的群(qun)組,軌道介于伽利略衛星(xing)和希馬(ma)利亞(ya)群(qun)半途的中間位置。

希馬利亞群

一個緊密的族群,軌道距離在11000000千米(mi)(mi)至(zhi)12000000千米(mi)(mi)。

卡普群

另一個單一衛星的群,在亞南克群的內緣,以順行方向繞著木(mu)運轉。

亞南克群

逆行衛星群,邊界相當模糊,平均距(ju)離木(mu)星21276000千米,平均軌道傾角為149度。

加爾尼群

相當明顯的逆行衛星群(qun),平均距離木星23404000千米(mi),平均軌道傾角(jiao)165度。

帕西法爾群

分散、特(te)征含糊的逆行衛星(xing)群,涵蓋所有最外層(ceng)的衛星(xing)。

行星環

木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)有(you)一(yi)個同(tong)土(tu)星(xing)(xing)般的(de)(de)(de)(de)環(huan),不過又(you)小又(you)微弱。早(zao)在1974年先鋒11號(hao)(hao)探(tan)測(ce)器訪問木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)時,就曾在離木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)約13萬千(qian)米(mi)處(chu)觀(guan)測(ce)到(dao)高能帶(dai)電粒子的(de)(de)(de)(de)吸收特征。兩年后有(you)人(ren)提出這一(yi)現象可用木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)存在塵埃環(huan)來(lai)說明。可惜當時無人(ren)作進(jin)一(yi)步的(de)(de)(de)(de)定量(liang)研究以(yi)推測(ce)這一(yi)假設(she)環(huan)的(de)(de)(de)(de)物理性質。木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)(de)(de)發現純屬意(yi)料之(zhi)外,只是(shi)由于(yu)兩個旅(lv)行(xing)者1號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)科學家一(yi)再堅(jian)持應該去看一(yi)下是(shi)否有(you)光環(huan)存在。其他人(ren)都認為發現光環(huan)的(de)(de)(de)(de)可能性為零(ling),但事實(shi)上木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)是(shi)存在的(de)(de)(de)(de)。1979年3月,旅(lv)行(xing)者1號(hao)(hao)探(tan)測(ce)器穿越木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)赤道平面(mian)時,這時它(ta)所攜(xie)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)窄角照相機在離木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)120萬千(qian)米(mi)的(de)(de)(de)(de)地(di)方拍到(dao)了(le)亮度十分暗弱的(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)(de)(de)照片。同(tong)年7月,后到(dao)達(da)的(de)(de)(de)(de)旅(lv)行(xing)者2號(hao)(hao)探(tan)測(ce)器又(you)獲(huo)得了(le)有(you)關木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)環(huan)的(de)(de)(de)(de)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)信息,證實(shi)了(le)這個結論。

木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang)像個(ge)薄(bo)圓盤,其(qi)厚度約(yue)(yue)為(wei)(wei)(wei)30千(qian)米(mi)(mi)(mi),寬度約(yue)(yue)為(wei)(wei)(wei)9400千(qian)米(mi)(mi)(mi),離木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)128300千(qian)米(mi)(mi)(mi)。光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)內(nei)(nei)環(huan)(huan)(huan)(huan)和外環(huan)(huan)(huan)(huan),外環(huan)(huan)(huan)(huan)較亮(liang)(liang),內(nei)(nei)環(huan)(huan)(huan)(huan)較暗(an)幾乎與木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大氣層(ceng)相接。光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)譜型為(wei)(wei)(wei)G型,光(guang)(guang)環(huan)(huan)(huan)(huan)也環(huan)(huan)(huan)(huan)繞著(zhu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)公轉,7小(xiao)時轉一(yi)圈。根據(ju)對空(kong)間飛船所(suo)拍得照片(pian)的(de)(de)(de)(de)研究,現(xian)已(yi)知道木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)系主要(yao)由(you)亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)、暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)和暈(yun)(yun)三部(bu)分(fen)(fen)(fen)組成。亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)在暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)外邊暈(yun)(yun)為(wei)(wei)(wei)一(yi)層(ceng)極薄(bo)的(de)(de)(de)(de)塵云,將亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)和暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)整個(ge)包圍(wei)起來的(de)(de)(de)(de)厚度不(bu)超過30千(qian)米(mi)(mi)(mi)亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)離木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)心約(yue)(yue)13萬千(qian)米(mi)(mi)(mi),寬600千(qian)米(mi)(mi)(mi)。暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)在亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)側(ce),寬可(ke)(ke)達5萬千(qian)米(mi)(mi)(mi),其(qi)內(nei)(nei)邊緣(yuan)幾乎同(tong)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)大氣層(ceng)相接。亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)不(bu)透明度很低,其(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)粒(li)只能(neng)(neng)截收通(tong)過陽光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)萬分(fen)(fen)(fen)之一(yi)左右。靠近(jin)亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)外緣(yuan)有一(yi)寬約(yue)(yue)700千(qian)米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)帶它比環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)其(qi)余部(bu)分(fen)(fen)(fen)約(yue)(yue)亮(liang)(liang)10%,暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)度只及(ji)亮(liang)(liang)度環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)幾分(fen)(fen)(fen)之一(yi)。暈(yun)(yun)的(de)(de)(de)(de)延(yan)伸(shen)范圍(wei)可(ke)(ke)達環(huan)(huan)(huan)(huan)面(mian)上下各1萬千(qian)米(mi)(mi)(mi)它在暗(an)環(huan)(huan)(huan)(huan)兩(liang)旁(pang)延(yan)伸(shen)到最遠點(dian),外邊界則(ze)比亮(liang)(liang)環(huan)(huan)(huan)(huan)略遠。據(ju)推算(suan),環(huan)(huan)(huan)(huan)粒(li)的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)約(yue)(yue)為(wei)(wei)(wei)2微(wei)米(mi)(mi)(mi),真可(ke)(ke)算(suan)是微(wei)粒(li)。這(zhe)種微(wei)米(mi)(mi)(mi)量(liang)級的(de)(de)(de)(de)微(wei)粒(li)因輻射壓力、微(wei)隕(yun)星(xing)(xing)(xing)撞擊等原(yuan)因壽(shou)命大大短于太陽系壽(shou)命。為(wei)(wei)(wei)了證實木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)環(huan)(huan)(huan)(huan)是一(yi)種相對穩(wen)定結構這(zhe)一(yi)說(shuo)法人們(men)提出(chu)了維持這(zhe)種小(xiao)塵埃粒(li)子數(shu)量(liang)的(de)(de)(de)(de)動態穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)幾種可(ke)(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)(huan)粒(li)補充源。

如果光(guang)環(huan)要保持形(xing)狀(zhuang),它們(men)需(xu)被不(bu)停地補充。兩顆(ke)處在光(guang)環(huan)中(zhong)公轉(zhuan)的(de)(de)(de)小衛(wei)星(xing):木(mu)(mu)(mu)衛(wei)十六(liu)和(he)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)十七,是(shi)光(guang)環(huan)物(wu)質(zhi)來源(yuan)的(de)(de)(de)最佳候選。木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)兩極(ji)(ji)有極(ji)(ji)光(guang),這似乎是(shi)從木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)上火(huo)山噴發出的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)沿(yan)著木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)引力線(xian)進入木(mu)(mu)(mu)星(xing)大氣(qi)而形(xing)成的(de)(de)(de)。木(mu)(mu)(mu)星(xing)有光(guang)環(huan),光(guang)環(huan)系統是(shi)太陽(yang)系巨行星(xing)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)共同特征,主(zhu)要由黑色碎石塊和(he)雪團等物(wu)質(zhi)組成。木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)光(guang)環(huan)很難觀測到它沒有土星(xing)那么(me)顯著壯觀,但也可以分成四圈(quan)。木(mu)(mu)(mu)星(xing)環(huan)約(yue)有9400千米寬,但厚度不(bu)到30千米,光(guang)環(huan)繞木(mu)(mu)(mu)星(xing)旋轉(zhuan)一(yi)周需(xu)要大約(yue)7小時(shi)。伽(jia)利略(lve)號飛行器對(dui)木(mu)(mu)(mu)星(xing)大氣(qi)的(de)(de)(de)探(tan)測發現木(mu)(mu)(mu)星(xing)光(guang)環(huan)和(he)最外層大氣(qi)層之間另(ling)存在了一(yi)個(ge)強(qiang)輻射帶,大致相當于電(dian)離層輻射帶的(de)(de)(de)十倍強(qiang)。

觀測

地面觀測

1610年(nian)(nian),伽利(li)(li)略·伽利(li)(li)雷(Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei)和(he)西(xi)(xi)門·馬(ma)里(li)烏斯(Simon Marius)各自獨立的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)4顆(ke)大(da)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(伽利(li)(li)略衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)),這(zhe)(zhe)是(shi)首次(ci)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)不(bu)(bu)屬于地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),也是(shi)當(dang)(dang)時(shi)首次(ci)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)顯然(ran)不(bu)(bu)以(yi)地球為中(zhong)心運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天體(ti)。這(zhe)(zhe)是(shi)對(dui)尼(ni)古拉·哥(ge)白(bai)尼(ni)(Miko?aj Kopernik)日(ri)心說(shuo)最主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)支撐,伽利(li)(li)略直(zhi)言不(bu)(bu)諱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)支持哥(ge)白(bai)尼(ni)學說(shuo),使(shi)他被置于教會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)威脅下(xia)。1660年(nian)(nian)代,喬凡尼(ni)·多(duo)美尼(ni)科(ke)·卡(ka)(ka)西(xi)(xi)尼(ni)(Giovanni Domenico Cassini)使(shi)用(yong)一(yi)架新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)遠鏡發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斑點和(he)彩(cai)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區帶,并且觀(guan)察(cha)到這(zhe)(zhe)顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)出(chu)現(xian)(xian)(xian)(xian)扁(bian)平形;就(jiu)是(shi)在(zai)兩(liang)極扁(bian)平。他也估計出(chu)這(zhe)(zhe)顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自轉周期。在(zai)1690年(nian)(nian),卡(ka)(ka)西(xi)(xi)尼(ni)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)大(da)氣經(jing)(jing)歷較(jiao)差自轉。大(da)紅(hong)斑是(shi)在(zai)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)南半球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個顯著鵝蛋形特征,可(ke)能早(zao)在(zai)1664年(nian)(nian)就(jiu)被羅(luo)伯特·胡克(Robert Hooke)和(he)卡(ka)(ka)西(xi)(xi)尼(ni)在(zai)1665年(nian)(nian)觀(guan)測過;雖(sui)然(ran)這(zhe)(zhe)仍有爭議(yi)。已知最早(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繪圖來自藥劑師海因(yin)利(li)(li)希·史瓦貝(Samuel Heinrich Schwabe),他在(zai)1831年(nian)(nian)顯示大(da)紅(hong)斑詳細的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)資訊。據說(shuo),大(da)紅(hong)斑在(zai)1878年(nian)(nian)變得很(hen)顯眼(yan)前,在(zai)1665年(nian)(nian)至1708年(nian)(nian)曾(ceng)經(jing)(jing)有多(duo)次(ci)從視線中(zhong)消(xiao)失的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合。它(ta)在(zai)1883年(nian)(nian)和(he)20世紀初,再度被記錄到衰退。喬瓦尼(ni)·阿(a)爾方多(duo)·波雷里(li)(Giovanni Alfonso Borelli)和(he)卡(ka)(ka)西(xi)(xi)尼(ni)兩(liang)人都細心地做出(chu)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動表,可(ke)以(yi)預(yu)測這(zhe)(zhe)些衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)經(jing)(jing)過木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)前方或(huo)背(bei)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間。在(zai)1670年(nian)(nian)代,人們觀(guan)測到當(dang)(dang)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與地球在(zai)相(xiang)對(dui)于太陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)側時(shi),衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)運動事件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生會(hui)比預(yu)測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)慢達17分鐘。丹麥(mai)天文(wen)學家奧勒·羅(luo)默(Ole R?mer)推論(lun)(lun)視線看到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)是(shi)即時(shi)發(fa)(fa)(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)事情(卡(ka)(ka)西(xi)(xi)尼(ni)在(zai)此之(zhi)前曾(ceng)經(jing)(jing)拒絕這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結論(lun)(lun)),而這(zhe)(zhe)個時(shi)間上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異可(ke)以(yi)用(yong)來估計光速。1892年(nian)(nian),愛(ai)德華·愛(ai)默生·巴納德(Edward Emerson Barnard)在(zai)加利(li)(li)福尼(ni)亞(ya)州使(shi)用(yong)利(li)(li)克天文(wen)臺(tai) 36-英寸(910-毫米)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折射望(wang)遠鏡觀(guan)察(cha)到木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第5顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)了這(zhe)(zhe)顆(ke)相(xiang)對(dui)較(jiao)小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),證明了他敏(min)銳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)視力,使(shi)他很(hen)快的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)名(ming)。這(zhe)(zhe)顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)后來被命(ming)名(ming)為木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)五(Amalthea)。這(zhe)(zhe)是(shi)最后一(yi)顆(ke)以(yi)人眼(yan)視覺(jue)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)均(jun)從照(zhao)片發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)(xian)。

1932年(nian),魯珀特(te)·沃爾特(te)根(gen)據木(mu)星(xing)的(de)吸收光譜(pu)確定(ding)木(mu)星(xing)大氣中含有(you)(you)甲烷和氨。1938年(nian),觀察(cha)到(dao)3個(ge)長壽的(de)白(bai)色(se)鵝(e)蛋形反氣旋(xuan)特(te)征。幾十年(nian)來,它(ta)們是獨立(li)存在木(mu)星(xing)大氣層的(de)特(te)征,有(you)(you)時會互相靠近(jin),但永(yong)遠(yuan)不會合并。最(zui)后,兩個(ge)在1998年(nian)合并,并在2000年(nian)吸收了第三(san)個(ge),被稱為長圓形BA。在1955年(nian),巴(ba)納(na)德柏克和肯尼斯·佛蘭克林(lin)偵(zhen)測到(dao)來自(zi)木(mu)星(xing)的(de)22.2MHz的(de)無(wu)線(xian)電信(xin)號爆(bao)發(fa)。這些爆(bao)發(fa)與木(mu)星(xing)的(de)自(zi)轉周期匹配(pei),也(ye)能夠用這些資訊來改進(jin)自(zi)轉速率。發(fa)現來自(zi)木(mu)星(xing)的(de)無(wu)線(xian)電爆(bao)發(fa)有(you)(you)兩種形式(shi):長達數秒的(de)長爆(bao)發(fa)(L爆(bao)發(fa))和持續時間短(duan)于百分之一(yi)秒的(de)短(duan)爆(bao)發(fa)(S爆(bao)發(fa))。

科學家發(fa)現來自木(mu)星的無(wu)(wu)(wu)線電(dian)訊(xun)號有三(san)種傳(chuan)輸的形式:第一、隨(sui)著木(mu)星旋(xuan)轉的十米(mi)無(wu)(wu)(wu)線電(dian)爆發(fa)(波(bo)長10米(mi)的無(wu)(wu)(wu)線電(dian)波(bo)),并(bing)且受到木(mu)衛一與木(mu)星磁(ci)場(chang)交互(hu)作(zuo)用(yong)的影響。第二、厘米(mi)無(wu)(wu)(wu)線電(dian)輻射(she)(she)(波(bo)長為厘米(mi)的無(wu)(wu)(wu)線電(dian)波(bo))于1959年首度由(you)弗蘭克(ke)·德雷克(ke)(Fank Drake)和Hein Hvatum觀測到。這(zhe)個信號起源于木(mu)星赤道附(fu)近(jin)的圓環帶狀(zhuang),是由(you)木(mu)星磁(ci)場(chang)中(zhong)被加(jia)速電(dian)子引起的回旋(xuan)輻射(she)(she)。第三(san)、輻射(she)(she)熱(re)是由(you)大氣中(zhong)的熱(re)產(chan)生的。

先驅者號探測

美(mei)國(guo)宇航局于(yu)1972年3月(yue)發射(she)(she)了(le)先驅者10號探(tan)(tan)測器(qi),這(zhe)是第一(yi)個(ge)(ge)探(tan)(tan)測木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)使者,它穿越(yue)危(wei)險的(de)小行星(xing)(xing)帶和(he)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)周圍的(de)強輻射(she)(she)區,經過一(yi)年零九個(ge)(ge)月(yue),行程(cheng)10億千(qian)米,于(yu)1973年10月(yue)率先飛臨木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing),探(tan)(tan)測到木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)規模宏(hong)大的(de)磁層研(yan)究了(le)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)大氣(qi)傳回(hui)了(le)三百多幅木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)圖像。1973年4月(yue)美(mei)國(guo)又發射(she)(she)了(le)先驅者11號探(tan)(tan)測器(qi),1974年12月(yue)5日(ri)到達木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing),距離木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)表面最少(shao)只有4.6萬(wan)千(qian)米,比(bi)先驅者10號更近。送(song)回(hui)了(le)有關木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)磁場、輻射(she)(she)帶、中(zhong)立、溫度、大氣(qi)結構(gou)等(deng)情況,并觀測到了(le)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)南極(ji)地帶。

旅行者號探測

1977年8月(yue)20日(ri)(ri)和9月(yue)5日(ri)(ri),美(mei)國先(xian)后發(fa)射了(le)(le)旅(lv)行者(zhe)2號(hao)和旅(lv)行者(zhe)1號(hao)探(tan)測(ce)器(qi)這兩個(ge)姊妹探(tan)測(ce)器(qi)沿著(zhu)兩條不同(tong)的軌道飛行。擔負(fu)探(tan)測(ce)太陽系外圍(wei)行星(xing)的任務發(fa)射一(yi)百天后,旅(lv)行者(zhe)1號(hao)超過旅(lv)行者(zhe)2號(hao),并先(xian)期到(dao)達(da)木星(xing)探(tan)測(ce)。1979年3月(yue)5日(ri)(ri),旅(lv)行者(zhe)1號(hao)在(zai)距木星(xing)27.5萬千(qian)米(mi)處與木星(xing)會合,拍(pai)(pai)攝(she)了(le)(le)木星(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)的幾(ji)千(qian)張照片并傳回(hui)地球(qiu)。通過這些照片可以發(fa)現(xian)木星(xing)周圍(wei)也(ye)有一(yi)個(ge)光(guang)環,還探(tan)測(ce)到(dao)木星(xing)的衛(wei)星(xing)上有火山爆發(fa)活(huo)動。旅(lv)行者(zhe)2號(hao)于(yu)1979年7月(yue)9日(ri)(ri)到(dao)達(da)木星(xing)附近,從木星(xing)及其(qi)衛(wei)星(xing)中間穿過,在(zai)距木星(xing)72萬千(qian)米(mi)處拍(pai)(pai)攝(she)了(le)(le)幾(ji)千(qian)張照片。

伽利略號探測

伽(jia)利(li)略(lve)號(hao)(hao)探(tan)(tan)測器于1989年(nian)升(sheng)空,1995年(nian)12月抵達環(huan)木(mu)(mu)(mu)星(xing)軌道(dao)。它旅行了28億英里,它的(de)終結日(ri)期比原來預計的(de)晚了六年(nian)。伽(jia)利(li)略(lve)號(hao)(hao)繞木(mu)(mu)(mu)星(xing)飛(fei)行了34圈,獲得了有關木(mu)(mu)(mu)星(xing)大氣層的(de)第一(yi)手探(tan)(tan)測資料,在1995年(nian)將一(yi)個探(tan)(tan)測器放到了木(mu)(mu)(mu)星(xing)上。它發(fa)(fa)現(xian)木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)衛(wei)星(xing)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)的(de)表面下有咸水海洋,還(huan)發(fa)(fa)現(xian)木(mu)(mu)(mu)星(xing)衛(wei)星(xing)上有劇烈(lie)的(de)火(huo)山(shan)爆(bao)發(fa)(fa)。

伽利(li)略號(hao)的(de)(de)首要(yao)任務是(shi)要(yao)對(dui)木(mu)星系統進行為期兩(liang)年的(de)(de)研究,而事實(shi)上,伽利(li)略號(hao)從1995年進入木(mu)星的(de)(de)軌道(dao)直到(dao)2003年墜毀,它一(yi)(yi)共在(zai)木(mu)星工(gong)作了8年之久。它環繞木(mu)星公(gong)轉,約兩(liang)個月公(gong)轉一(yi)(yi)周。在(zai)木(mu)星的(de)(de)不同位置(zhi)上,得(de)到(dao)其磁層的(de)(de)數(shu)據。此外它的(de)(de)軌道(dao)也是(shi)預留作近距觀測衛星的(de)(de), 在(zai)1997年12月7日(ri),它開始執行其額外任務,多次近距在(zai)木(mu)衛一(yi)(yi)和木(mu)衛二上越過,最近的(de)(de)一(yi)(yi)次是(shi)于2001年12月15日(ri),距衛星表(biao)面(mian)僅180千米(mi)。

因(yin)為為了節約燃料(liao),所以伽(jia)(jia)利略(lve)號并未(wei)滅菌(jun)處理,為了避免(mian)其與可(ke)能存在生命的(de)(de)木(mu)衛(wei)二(er)接觸,伽(jia)(jia)利略(lve)號探測器(qi)在2003年年9月21日墜毀(hui)(hui)于木(mu)星(xing),以此結束(shu)其近14年的(de)(de)太空探索(suo)生涯。這(zhe)將(jiang)是美(mei)國宇航局(ju)自(zi)1999年以來首次控制(zhi)探測器(qi)在地球之外的(de)(de)天體上(shang)墜毀(hui)(hui)。 伽(jia)(jia)利略(lve)號對研究木(mu)星(xing)的(de)(de)衛(wei)星(xing)作(zuo)出了很大的(de)(de)貢獻。在伽(jia)(jia)利略(lve)號到達木(mu)星(xing)之前,人們一(yi)共只(zhi)發(fa)現了16顆(ke)木(mu)星(xing)的(de)(de)衛(wei)星(xing)。伽(jia)(jia)利略(lve)號到達后又發(fa)現了多個衛(wei)星(xing),使這(zhe)個數(shu)字已經上(shang)升到了63個。

朱諾號探測

朱諾號(hao)是(shi)(shi)NASA新疆界計劃前往木星(xing)(xing)探測(ce)的(de)太空船(chuan)。于(yu)2011年8月5日(ri)從卡納維拉爾(er)角空軍基地發射升空,預定(ding)于(yu)2016年7月抵達(da)。探測(ce)器將放置在繞(rao)極(ji)軌道,研究木星(xing)(xing)的(de)組成、重力場、磁場和磁層和磁極(ji)。朱諾號(hao)也要搜索和尋找這顆行星(xing)(xing)是(shi)(shi)如何形成的(de)線(xian)索,包括是(shi)(shi)否有巖石的(de)核心、存在大氣層深(shen)處的(de)水量(liang)、質量(liang)的(de)分(fen)布(bu)、風速可(ke)以達(da)到(dao)618千米(mi)每小時(384英里每小時)的(de)深(shen)度(du)。

朱諾號探測器

朱諾號探(tan)測(ce)器2011年(nian)8月5日(ri)發射,2013年(nian)10月9日(ri)利用地(di)球(qiu)引力彈弓加速(su)飛(fei)往木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing),在2016年(nian)7月5日(ri)到達木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道,展(zhan)開對木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)深入(ru)探(tan)測(ce)。此后,朱諾號每(mei)年(nian)大約繞木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)運轉(zhuan)32圈(quan), 探(tan)測(ce)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)結構(gou)情(qing)(qing)況;測(ce)定(ding)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大氣(qi)成(cheng)分;研究(jiu)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)大氣(qi)對流(liu)情(qing)(qing)況以(yi)及(ji)探(tan)討木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)磁場(chang)起源(yuan)和磁層(ceng)。通過它的(de)(de)(de)(de)探(tan)測(ce),科學家希望了解木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)這顆(ke)巨(ju)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)、演化和本體內部(bu)結構(gou)以(yi)及(ji)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)。

撞擊事件

1993年3月24日,美(mei)國天(tian)文(wen)學(xue)家尤(you)金·蘇(su)梅(mei)克(Eugene Merle Shoemaker)和卡羅琳·蘇(su)梅(mei)克(Carolyn Shoemaker)以及天(tian)文(wen)愛好者戴維(wei)·列維(wei)(David H. Levy),利用(yong)美(mei)國加州(zhou)帕洛瑪(ma)天(tian)文(wen)臺的46厘(li)米天(tian)文(wen)望遠鏡(jing)發(fa)現了(le)一(yi)顆(ke)彗(hui)(hui)星,遂以他們的姓(xing)氏命名為蘇(su)梅(mei)克-列維(wei)9號彗(hui)(hui)星。這(zhe)顆(ke)彗(hui)(hui)星被發(fa)現一(yi)年零兩(liang)個(ge)多(duo)月后,于1994年7月16日至22日,斷(duan)裂成21個(ge)碎塊,其(qi)中最(zui)大的一(yi)塊寬(kuan)約4千(qian)(qian)米,以每秒60千(qian)(qian)米的速度連(lian)珠炮一(yi)般向木(mu)星撞去(qu)。

2009年7月21日(ri),澳大利亞一(yi)(yi)位業(ye)余(yu)天(tian)(tian)文愛(ai)好(hao)(hao)者(zhe)安(an)東(dong)尼·衛斯理,在(zai)凌晨1點利用自家后院的(de)14.5英(ying)寸反射式望(wang)遠鏡發現(xian)木星(xing)被彗(hui)星(xing)或者(zhe)小(xiao)行星(xing)撞擊,在(zai)木星(xing)表面留下地球般大小(xiao)的(de)撞擊痕跡。美(mei)國航空(kong)(kong)航天(tian)(tian)局噴氣(qi)推進實(shi)(shi)驗室在(zai)20日(ri)晚上(shang)9點證(zheng)(zheng)實(shi)(shi)了衛斯理的(de)發現(xian),并(bing)于(yu)21日(ri)證(zheng)(zheng)實(shi)(shi)木星(xing)在(zai)過去相當短一(yi)(yi)段時間內再次遭遇其他(ta)星(xing)體(ti)撞擊,使(shi)木星(xing)南極附近(jin)落下黑色疤斑撞擊處上(shang)空(kong)(kong)的(de)木星(xing)大氣(qi)層(ceng)出現(xian)一(yi)(yi)個地球大小(xiao)的(de)空(kong)(kong)洞。2010年6月3日(ri),澳洲的(de)業(ye)余(yu)天(tian)(tian)文學(xue)家天(tian)(tian)文愛(ai)好(hao)(hao)者(zhe)觀測(ce)到(dao)一(yi)(yi)顆彗(hui)星(xing)的(de)撞擊,造成小(xiao)于(yu)以(yi)前觀測(ce)到(dao)的(de)事件。另一(yi)(yi)位菲(fei)律賓的(de)業(ye)余(yu)天(tian)(tian)文學(xue)家也錄影捕捉到(dao)這次事件。

地理特征

木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)是一個巨大的液(ye)態(tai)氫星(xing)(xing)(xing)體(ti)(ti)。隨著深(shen)度的增加(jia),在距(ju)離(li)表面至少5000千米深(shen)處,液(ye)態(tai)氫在高壓和高溫環境下形成(cheng)(cheng)。據(ju)推(tui)測,木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的中(zhong)心是一個含(han)硅(gui)酸鹽和鐵(tie)等物質(zhi)組(zu)成(cheng)(cheng)的核區,物質(zhi)組(zu)成(cheng)(cheng)與密度呈連續(xu)過渡。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)是氣(qi)態(tai)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(又稱類(lei)木(mu)(mu)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)),即以非(fei)固體(ti)(ti)物質(zhi)為主要組(zu)成(cheng)(cheng)的行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing),它是太陽(yang)系中(zhong)體(ti)(ti)積最大的行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing),赤道直徑為142984千米。木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的密度為1.326g/cm3,在氣(qi)體(ti)(ti)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)排行(xing)(xing)第(di)二(er),但遠低于太陽(yang)系中(zhong)四個類(lei)地行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)。

質量大小

木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)其(qi)他行(xing)(xing)星(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)總(zong)和(he)的(de)(de)(de)2.5倍,由(you)于(yu)它的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)如(ru)此巨大,因(yin)此太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)心落在太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)表面之(zhi)外,距離太(tai)陽(yang)(yang)中心1.068太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)徑。雖然(ran)木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)直徑是(shi)(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)11倍,非常巨大,但是(shi)(shi)(shi)它的(de)(de)(de)密(mi)度很(hen)低,所(suo)以木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)體(ti)積是(shi)(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)1321倍,但質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)只是(shi)(shi)(shi)地球的(de)(de)(de)318倍。木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)半(ban)徑是(shi)(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)徑的(de)(de)(de)十(shi)分之(zhi)一,質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)只為太(tai)陽(yang)(yang)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)千分之(zhi)一,所(suo)以兩者的(de)(de)(de)密(mi)度是(shi)(shi)(shi)相似的(de)(de)(de)。“木星(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)”(MJ或MJup)通(tong)常被(bei)作為描述其(qi)它天體(ti)(特別是(shi)(shi)(shi)系(xi)(xi)外行(xing)(xing)星(xing)(xing)和(he)棕矮星(xing)(xing))的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)單位。因(yin)此,例如(ru)系(xi)(xi)外行(xing)(xing)星(xing)(xing)HD 209458 b的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)0.69MJup,而仙(xian)女(nv)座κb的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)12.8MJup。

理論模型(xing)顯示如果木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量比現今更(geng)大(da),而不(bu)是318個地球質(zhi)(zhi)量,它將會繼續收縮(suo)。質(zhi)(zhi)量上的(de)(de)(de)(de)些許改(gai)變(bian),不(bu)會讓木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)半(ban)徑有明顯的(de)(de)(de)(de)變(bian)化,大(da)約(yue)(yue)要在500地球質(zhi)(zhi)量(1.6MJup)才(cai)會有明顯的(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)。盡管隨著質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),內部會因為(wei)壓力的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)而縮(suo)小體積。結(jie)果是,木(mu)星(xing)(xing)(xing)被認為(wei)是一顆幾(ji)乎達到了(le)行星(xing)(xing)(xing)結(jie)構和演化史所能(neng)決定的(de)(de)(de)(de)最大(da)半(ban)徑。隨著質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),收縮(suo)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)會繼續下去(qu),直到達到可察覺的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)形(xing)成質(zhi)(zhi)量,大(da)約(yue)(yue)是50MJup的(de)(de)(de)(de)高質(zhi)(zhi)量棕矮星(xing)(xing)(xing)。

然而(er),需要(yao)75倍的(de)(de)(de)木(mu)星質(zhi)量(liang)(liang)(liang)才(cai)能(neng)(neng)(neng)(neng)使氫穩定的(de)(de)(de)融合成(cheng)為一(yi)顆(ke)恒星。最(zui)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)紅(hong)矮星,半徑大約只是(shi)木(mu)星的(de)(de)(de)30%。盡(jin)管(guan)如此(ci),木(mu)星仍然散發出更多的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)。它接(jie)受(shou)(shou)來自太陽的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang),而(er)內部產生的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)也幾乎和接(jie)受(shou)(shou)自太陽的(de)(de)(de)總能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)相等。這些額外的(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)(liang)是(shi)由開(kai)爾文-亥姆霍(huo)茲機制通過(guo)收(shou)縮(suo)產生的(de)(de)(de)。這個(ge)過(guo)程(cheng)造(zao)成(cheng)木(mu)星每年縮(suo)小(xiao)(xiao)約2厘米。當(dang)木(mu)星形成(cheng)的(de)(de)(de)時候,它要(yao)比當(dang)前觀測到的(de)(de)(de)要(yao)略大一(yi)點。

大氣層

木星(xing)的(de)(de)(de)高層(ceng)大(da)氣(qi)(qi)(qi)是由(you)體積或氣(qi)(qi)(qi)體分子(zi)百分率約(yue)88%~92%的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)和約(yue)7%~11%的(de)(de)(de)氦(hai)所(suo)組成(cheng),剩余1%是其他氣(qi)(qi)(qi)體。由(you)于氦(hai)原子(zi)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)是氫(qing)(qing)原子(zi)的(de)(de)(de)四倍,探(tan)討木星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)組成(cheng)時比例會(hui)有(you)所(suo)改變(bian):大(da)氣(qi)(qi)(qi)層(ceng)中(zhong)氫(qing)(qing)和氦(hai)分別占了總質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)75%及24%,余的(de)(de)(de)1%為(wei)其他氣(qi)(qi)(qi)體物質(zhi),包(bao)括(kuo)微量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)甲烷(wan)、水蒸氣(qi)(qi)(qi)、氨以及硅的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物。另外(wai)(wai)木星(xing)也含有(you)微量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)碳、乙烷(wan)、硫化(hua)(hua)氫(qing)(qing)、氖(nai)、氧、磷化(hua)(hua)氫(qing)(qing)、硫等物質(zhi)。大(da)氣(qi)(qi)(qi)最外(wai)(wai)層(ceng)有(you)冷凍(dong)的(de)(de)(de)氨的(de)(de)(de)晶體。木星(xing)上也透過紅(hong)外(wai)(wai)線(xian)及紫外(wai)(wai)線(xian)測(ce)量(liang)(liang)(liang)發(fa)現微量(liang)(liang)(liang)苯和烴的(de)(de)(de)存在(zai)。

木(mu)星大(da)氣層(ceng)中氫(qing)和氦(hai)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)非常接近原始太陽(yang)(yang)星云的(de)(de)(de)(de)理(li)論組(zu)成,然而,木(mu)星大(da)氣中的(de)(de)(de)(de)惰性氣體(ti)是(shi)太陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)二(er)至(zhi)三倍,高層(ceng)大(da)氣中的(de)(de)(de)(de)氖只占(zhan)了總質量的(de)(de)(de)(de)百萬分(fen)之(zhi)二(er)十(shi),約為太陽(yang)(yang)比(bi)例(li)的(de)(de)(de)(de)十(shi)分(fen)之(zhi)一,氦(hai)也幾乎耗盡(jin),但(dan)仍有太陽(yang)(yang)中氦(hai)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)的(de)(de)(de)(de)80%。這(zhe)個差距可(ke)能是(shi)由于(yu)元素(su)降(jiang)水至(zhi)行星內(nei)部所(suo)造成。

由光譜學分(fen)析而言,土(tu)星(xing)被(bei)認為(wei)和木星(xing)的(de)組成最為(wei)相(xiang)似,但(dan)另外的(de)氣體(ti)行星(xing)、天王(wang)星(xing)與海王(wang)星(xing)相(xiang)較(jiao)之下所(suo)含(han)氫和氦的(de)比例較(jiao)低,由于沒(mei)有(you)太空船實(shi)際深入大氣層(ceng)的(de)分(fen)析,除(chu)了木星(xing)之外的(de)行星(xing)仍(reng)沒(mei)有(you)重元素數量的(de)精確數據。

云層

木(mu)星有(you)著太陽系內最(zui)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)行(xing)星大(da)(da)氣(qi)層(ceng),跨越(yue)的(de)(de)(de)(de)高度(du)超(chao)過5000千(qian)米。由于(yu)木(mu)星沒有(you)固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian),它的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)層(ceng)基(ji)礎通常被認為是大(da)(da)氣(qi)壓(ya)力(li)(li)等于(yu)1MPa(10bar),或十倍于(yu)地球(qiu)表(biao)面(mian)壓(ya)力(li)(li)之處(chu)。木(mu)星的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)層(ceng)被分為四個層(ceng)次:對(dui)流(liu)層(ceng)、平(ping)流(liu)層(ceng)、增溫層(ceng)和散逸層(ceng)。不(bu)同(tong)于(yu)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)層(ceng),木(mu)星沒有(you)中(zhong)氣(qi)層(ceng),沒有(you)固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian),大(da)(da)氣(qi)最(zui)底層(ceng)的(de)(de)(de)(de)對(dui)流(liu)層(ceng),平(ping)穩(wen)地轉換進入行(xing)星的(de)(de)(de)(de)流(liu)體(ti)(ti)內部(bu)。這是溫度(du)和壓(ya)力(li)(li)在氫和氦的(de)(de)(de)(de)臨界(jie)(jie)點之上造成的(de)(de)(de)(de)結果,意味著氣(qi)體(ti)(ti)和液(ye)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)相位(wei)之間沒有(you)明確的(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)限存在。

木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)組成按(an)分子數(shu)(shu)量來(lai)看,81%是氫,18%是氦(hai),按(an)質量則分別是75%和(he)(he)24%。只有約1%左右的(de)(de)(de)(de)其(qi)他氣(qi)體,其(qi)中(zhong)包括甲烷、水蒸氣(qi)、氨氣(qi)等(deng)。這(zhe)與(yu)(yu)太陽系的(de)(de)(de)(de)前身(shen)——原始(shi)太陽星(xing)(xing)云的(de)(de)(de)(de)組成相(xiang)近,但木(mu)星(xing)(xing)中(zhong)較(jiao)重元素(su)的(de)(de)(de)(de)比例卻比原始(shi)太陽星(xing)(xing)云多數(shu)(shu)倍(bei)。同為(wei)氣(qi)體行(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)土星(xing)(xing)也是類似的(de)(de)(de)(de)組成,但天王星(xing)(xing)及海王星(xing)(xing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氫和(he)(he)氦(hai)就少得多。由(you)于木(mu)星(xing)(xing)有較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)內部能(neng)源,致使(shi)其(qi)赤(chi)道(dao)(dao)與(yu)(yu)兩(liang)極(ji)溫差不大(da)(da)(da),不超過3℃,因此(ci)木(mu)星(xing)(xing)上南北風(feng)很小,主要是東西風(feng),最(zui)大(da)(da)(da)風(feng)速達(da)130~150米(mi)/秒。木(mu)星(xing)(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)中(zhong)充滿了稠密活躍(yue)的(de)(de)(de)(de)云系。各種(zhong)顏(yan)色的(de)(de)(de)(de)云層像波浪一(yi)樣在(zai)激烈翻騰著。在(zai)木(mu)星(xing)(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)中(zhong)還觀測到(dao)有閃(shan)電和(he)(he)雷(lei)暴。由(you)于木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)快速自轉,因此(ci)能(neng)在(zai)它(ta)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)中(zhong)觀測到(dao)與(yu)(yu)赤(chi)道(dao)(dao)平行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)、明暗(an)交替的(de)(de)(de)(de)帶(dai)紋其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)亮帶(dai)是向(xiang)上運動的(de)(de)(de)(de)區域,暗(an)紋則是較(jiao)低和(he)(he)較(jiao)暗(an)的(de)(de)(de)(de)云。

木星(xing)(xing)表面有(you)紅、褐、白(bai)等五彩繽紛(fen)的(de)(de)條紋圖案,可(ke)以推測木星(xing)(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)風(feng)(feng)向是平行于赤道方向,因區域的(de)(de)不同而(er)交(jiao)互(hu)吹著西(xi)風(feng)(feng)及(ji)東風(feng)(feng),是木星(xing)(xing)大(da)(da)(da)氣(qi)(qi)的(de)(de)一項明(ming)顯特征。大(da)(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)含有(you)極微(wei)的(de)(de)甲(jia)烷、乙炔之類的(de)(de)有(you)機(ji)成分,而(er)且有(you)打雷(lei)現象(xiang)生成有(you)機(ji)物(wu)的(de)(de)概率相當(dang)大(da)(da)(da)。

大紅斑與渦旋

木星(xing)(xing)的(de)(de)大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)位于南(nan)緯(wei)23°處,長(chang)2萬千米(mi),寬(kuan)1.1萬千米(mi)。探測(ce)器發現(xian)(xian),大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)是一(yi)團激烈(lie)上(shang)升的(de)(de)氣流,呈深褐色(se)(se)。這(zhe)個(ge)(ge)彩(cai)色(se)(se)的(de)(de)氣旋以(yi)逆時(shi)針(zhen)方向轉(zhuan)動(dong)。在(zai)大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)中心部分有個(ge)(ge)小(xiao)顆粒,是大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)的(de)(de)核,其大(da)(da)(da)(da)(da)小(xiao)約幾百(bai)千米(mi)。這(zhe)個(ge)(ge)核在(zai)周圍(wei)的(de)(de)反時(shi)針(zhen)漩渦運(yun)動(dong)中維持不動(dong)。大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)的(de)(de)壽命很長(chang),可維持幾百(bai)年(nian)或更(geng)久。早在(zai)1665年(nian),意大(da)(da)(da)(da)(da)利天文學家卡(ka)西(xi)尼就發現(xian)(xian)了它。大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)艷麗(li)的(de)(de)紅(hong)色(se)(se)令人印象深刻,顏色(se)(se)似乎來自紅(hong)磷。大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)的(de)(de)自轉(zhuan)是逆時(shi)針(zhen)方向,周期(qi)大(da)(da)(da)(da)(da)約是六天。大(da)(da)(da)(da)(da)紅(hong)斑(ban)的(de)(de)長(chang)度是24000至40000千米(mi),寬(kuan)度是12000至14000千米(mi)。它的(de)(de)直徑(jing)大(da)(da)(da)(da)(da)到可以(yi)容得下(xia)2至3顆地球。這(zhe)個(ge)(ge)風(feng)(feng)暴(bao)(bao)的(de)(de)最大(da)(da)(da)(da)(da)高度比(bi)周圍(wei)的(de)(de)云層(ceng)高出約8千米(mi)。風(feng)(feng)暴(bao)(bao)通(tong)(tong)常都發生(sheng)在(zai)巨行星(xing)(xing)大(da)(da)(da)(da)(da)氣層(ceng)的(de)(de)湍流內,木星(xing)(xing)也有白(bai)色(se)(se)和(he)棕色(se)(se)的(de)(de)鵝蛋(dan)形風(feng)(feng)暴(bao)(bao),但較小(xiao)的(de)(de)那些風(feng)(feng)暴(bao)(bao)通(tong)(tong)常都不會被命名。白(bai)色(se)(se)的(de)(de)鵝蛋(dan)傾向于包(bao)含大(da)(da)(da)(da)(da)氣層(ceng)上(shang)層(ceng),相對較低(di)溫的(de)(de)云。棕色(se)(se)鵝蛋(dan)形是較溫暖和(he)位于普通(tong)(tong)云層(ceng)。這(zhe)種風(feng)(feng)暴(bao)(bao)持續(xu)的(de)(de)時(shi)間可以(yi)只有幾個(ge)(ge)小(xiao)時(shi),也可以(yi)長(chang)達數(shu)個(ge)(ge)世(shi)紀。

表層地理

磁場

木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)強(qiang)(qiang)(qiang)度是地球的(de)(de)(de)(de)14倍,范(fan)圍(wei)從(cong)赤道的(de)(de)(de)(de)4.2高斯(0.42mT)到(dao)極(ji)區的(de)(de)(de)(de)10至(zhi)(zhi)14高斯(1.0~1.4mT),是太陽(yang)系最強(qiang)(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(除了太陽(yang)黑子(zi)(zi))。環繞(rao)著行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)是松弱的(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)環系統和強(qiang)(qiang)(qiang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層(木星(xing)(xing)磁(ci)(ci)場(chang)十分(fen)強(qiang)(qiang)(qiang)大(da)(da),其背對太陽(yang)一面(mian)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)甚至(zhi)(zhi)延伸(shen)至(zhi)(zhi)土星(xing)(xing)軌(gui)道)。這個場(chang)被認為是由渦流產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)——旋流運(yun)動(dong)的(de)(de)(de)(de)導電(dian)(dian)材料——核心的(de)(de)(de)(de)液(ye)態(tai)金屬(shu)氫。在埃(ai)歐衛星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)火(huo)山(shan)釋(shi)放(fang)出大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)二氧化硫(liu),形成(cheng)沿(yan)著衛星(xing)(xing)軌(gui)道的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)環。這些(xie)氣(qi)體(ti)在磁(ci)(ci)層內被電(dian)(dian)離(li)(li)(li)(li),生(sheng)(sheng)成(cheng)硫(liu)和氧的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)。它們與(yu)源自(zi)木星(xing)(xing)大(da)(da)氣(qi)層的(de)(de)(de)(de)氫離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi),在木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)赤道平面(mian)形成(cheng)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)片(pian)。這些(xie)片(pian)狀的(de)(de)(de)(de)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)與(yu)行(xing)星(xing)(xing)一起轉動(dong),造成(cheng)進(jin)入磁(ci)(ci)場(chang)平面(mian)的(de)(de)(de)(de)變形偶極(ji)磁(ci)(ci)場(chang)。在等(deng)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)片(pian)內的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流產(chan)生(sheng)(sheng)強(qiang)(qiang)(qiang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)無(wu)線(xian)電(dian)(dian)訊號,造成(cheng)范(fan)圍(wei)在0.6至(zhi)(zhi)30MHz的(de)(de)(de)(de)爆發。

木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)的(de)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)大(da)而(er)且結構復雜,在距離木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)140萬(wan)~700萬(wan)千(qian)米之間(jian)的(de)巨大(da)空間(jian)都(dou)是木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng);而(er)地(di)(di)球(qiu)的(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)只在距地(di)(di)心5萬(wan)~7萬(wan)千(qian)米的(de)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)內。木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)五(wu)個大(da)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)至木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)五(wu)) [1]  都(dou)被(bei)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)所覆蓋,使之免(mian)遭太陽風的(de)襲擊。地(di)(di)球(qiu)周圍(wei)(wei)有(you)條稱為(wei)范(fan)(fan)艾倫帶(dai)的(de)輻射(she)帶(dai),木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)周圍(wei)(wei)也有(you)這樣的(de)輻射(she)帶(dai)。旅行者1號還發現木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)背(bei)向太陽的(de)一(yi)面有(you)3萬(wan)千(qian)米長的(de)北極光(guang)。1981年初(chu),當旅行者2號早已離開木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)飛奔土星(xing)的(de)途中,曾再次受到木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場的(de)影響。由此看來,木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)尾至少拖長到了6000萬(wan)千(qian)米以外。

木星(xing)的(de)磁氣(qi)(qi)圈分布范圍比地(di)球(qiu)磁氣(qi)(qi)圈的(de)范圍大(da)上100多倍,是太(tai)陽(yang)系中(zhong)最(zui)大(da)的(de)磁氣(qi)(qi)圈。由于太(tai)陽(yang)風和(he)(he)磁氣(qi)(qi)圈的(de)作用木星(xing)也和(he)(he)地(di)球(qiu)一樣在極(ji)區有極(ji)光產生,強度(du)約為地(di)球(qiu)的(de)100倍。

內熱

木星(xing)(xing)(xing)正(zheng)在向其宇宙(zhou)空(kong)間釋(shi)(shi)放(fang)巨大能(neng)(neng)量(liang)。它(ta)所(suo)放(fang)出(chu)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)是(shi)它(ta)所(suo)獲得太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)兩(liang)倍。這說明木星(xing)(xing)(xing)釋(shi)(shi)放(fang)能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)一半來(lai)自于(yu)它(ta)的(de)(de)(de)內部。木星(xing)(xing)(xing)內部存在熱(re)(re)源。有(you)人認為它(ta)的(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)可能(neng)(neng)是(shi)木星(xing)(xing)(xing)形成時(shi)(shi),由引力勢能(neng)(neng)轉變而來(lai),被液(ye)態氫大規模對流到(dao)(dao)表面上。太(tai)(tai)(tai)陽之所(suo)以不(bu)斷放(fang)射出(chu)大量(liang)的(de)(de)(de)光和(he)(he)熱(re)(re),是(shi)因(yin)(yin)為太(tai)(tai)(tai)陽內部時(shi)(shi)刻進行著(zhu)核(he)聚變反(fan)(fan)應(ying),在核(he)聚變過(guo)程中釋(shi)(shi)放(fang)出(chu)大量(liang)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)。木星(xing)(xing)(xing)是(shi)一個巨大的(de)(de)(de)液(ye)態氫星(xing)(xing)(xing)球,本身(shen)已具(ju)備(bei)(bei)了(le)無(wu)法比擬的(de)(de)(de)天然核(he)燃料(liao),加(jia)之木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)中心(xin)溫(wen)度(du)已達到(dao)(dao)了(le)28萬K,具(ju)備(bei)(bei)了(le)進行熱(re)(re)核(he)反(fan)(fan)應(ying)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)高溫(wen)條(tiao)件。至于(yu)熱(re)(re)核(he)反(fan)(fan)應(ying)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)高壓(ya)條(tiao)件,就木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)收縮(suo)速度(du)和(he)(he)對太(tai)(tai)(tai)陽放(fang)出(chu)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)及攜能(neng)(neng)粒子的(de)(de)(de)吸積特(te)性來(lai)看,木星(xing)(xing)(xing)在經(jing)過(guo)幾十(shi)億(yi)年(nian)的(de)(de)(de)演(yan)化之后,中心(xin)壓(ya)可達到(dao)(dao)最初核(he)反(fan)(fan)應(ying)時(shi)(shi)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)壓(ya)力水(shui)平。木星(xing)(xing)(xing)和(he)(he)太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)成分十(shi)分相似,但是(shi)卻(que)沒有(you)像(xiang)太(tai)(tai)(tai)陽那樣(yang)燃燒起(qi)來(lai),是(shi)因(yin)(yin)為它(ta)的(de)(de)(de)質量(liang)太(tai)(tai)(tai)小。木星(xing)(xing)(xing)要成為像(xiang)太(tai)(tai)(tai)陽那樣(yang)的(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing),需(xu)要將質量(liang)增加(jia)80倍才行,根據天文學家的(de)(de)(de)計(ji)算(suan),只有(you)質量(liang)大于(yu)太(tai)(tai)(tai)陽質量(liang)的(de)(de)(de)7%,才能(neng)(neng)進行氘聚變反(fan)(fan)應(ying),發(fa)出(chu)光和(he)(he)熱(re)(re)。

內部結構

木(mu)(mu)(mu)星(xing)有一(yi)個石質的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)核(he)(he),由鐵和硅組成(cheng)。向(xiang)(xiang)外(wai)是(shi)由巖石與(yu)氫的(de)(de)(de)(de)(de)混合顆粒物(wu)組成(cheng),無明確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)邊界,在(zai)(zai)向(xiang)(xiang)外(wai)被一(yi)層含有少量氦,主要是(shi)氫元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)態金(jin)屬氫包(bao)覆著(zhu)。內(nei)核(he)(he)上則是(shi)大(da)(da)部分的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)物(wu)質集結地,以液(ye)態氫的(de)(de)(de)(de)(de)形式存(cun)在(zai)(zai)。這(zhe)些木(mu)(mu)(mu)星(xing)上最(zui)普通的(de)(de)(de)(de)(de)形式基礎可能只在(zai)(zai)40億帕壓(ya)強(qiang)下才存(cun)在(zai)(zai),木(mu)(mu)(mu)星(xing)內(nei)部就(jiu)是(shi)這(zhe)種(zhong)環境(土星(xing)也(ye)是(shi))液(ye)態金(jin)屬氫由離(li)子化的(de)(de)(de)(de)(de)質子與(yu)電(dian)子組成(cheng)。在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)星(xing)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度壓(ya)強(qiang)下氫氣(qi)是(shi)液(ye)態的(de)(de)(de)(de)(de),而非氣(qi)態,這(zhe)使(shi)它成(cheng)為了木(mu)(mu)(mu)星(xing)磁場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)子指揮者與(yu)根(gen)源,木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁場(chang)強(qiang)度大(da)(da)約(yue)10高斯,比(bi)地球大(da)(da)10倍。同(tong)樣在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)層也(ye)可能含有一(yi)些氦和微量的(de)(de)(de)(de)(de)冰。木(mu)(mu)(mu)星(xing)還(huan)是(shi)天空(kong)中已知(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)射電(dian)源之一(yi)。

木星內部的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和壓力(li),由于開爾文-亥(hai)姆(mu)霍茲(zi)機制穩定地(di)朝(chao)向核心增加。在壓力(li)為(wei)(wei)10帕的“表(biao)面”,溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)大約(yue)是340K(67℃;152℉)。在氫相變的區域——溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)達(da)到臨界(jie)點——氫成為(wei)(wei)金(jin)屬(shu),相變溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)是10000K(9700℃;17500℉),壓力(li)為(wei)(wei)200GPa。在核心邊界(jie)的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)估計為(wei)(wei)36000K(35700℃;64300℉),同時內部的壓力(li)大約(yue)是3000~4500GPa。

文化

世界紀錄

木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)是太(tai)陽系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)最(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)、一天(tian)(tian)時長最(zui)(zui)(zui)短的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)、被最(zui)(zui)(zui)多(duo)航天(tian)(tian)器到訪過的(de)(de)外(wai)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)、擁(yong)有最(zui)(zui)(zui)多(duo)特洛伊小行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)、太(tai)陽系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)擁(yong)有最(zui)(zui)(zui)活躍火山(shan)的(de)(de)天(tian)(tian)體以及太(tai)陽系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)密度最(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing),木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)擁(yong)有衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)上最(zui)(zui)(zui)多(duo)的(de)(de)隕石坑、最(zui)(zui)(zui)強的(de)(de)磁場、太(tai)陽系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)最(zui)(zui)(zui)強大(da)的(de)(de)極光、太(tai)陽系(xi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)最(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)(de)反(fan)氣旋風暴。(吉尼斯世界紀錄)

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