在夜晚,木星用肉眼就可以看見它,當太陽的位置很低時,偶爾也能在白天看見它。在中國古代,基于五行原理,這顆行星被稱為木星,中國的道教把它奉為福星,因此,自古以來木星就被世人所熟知。在巴比倫,木星代表他們的神——馬爾杜克。木星是希臘神話中的宙斯。木星也是羅馬神話中的主要神。
木星與土星、天王星、海王星皆屬氣體行星,其表面環境非常惡劣,因此,人類的探測器是無法着陸對它進行近距離觀測,隻能通過先驅者10号、旅行者1号、伽利略号等探測器進行遠距離觀察和探索。另外,借助于光譜分析儀來分析木星對太陽光吸收後的反射光的光譜,也可間接推知木星的組成成分。因此,對木星的一些數據描述主要來自于觀測和推理。
木星在太陽系中的位置
木星是太陽系八大行星之一,也是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星。按照從内向外的排序為第五顆行星。它的質量是太陽系中其它行星質量總和的2.5倍,木星的質量為1.90×10∧27千克,平均密度為1.326g/cm³,與地球空氣密度1.29kg/m∧3相比,約為地球空氣密度的千分之一。木星的表面引力加速度為24.79 m/s2,約是地球重力加速度的2.5倍。木星的直徑是142987千米,為地球的11倍,其體積是地球的1321倍,質量是地球的318倍。木星距離太陽778,547,200千米,約5.2AU(天文單位)。木星表面溫度達到-168℃。木星由于快速自轉而呈現扁球狀,在其赤道附近有明顯的凸起。
2017年,天文學家發現了2顆新的木星衛星,使得木星的已知衛星數量增加到69個。2018年,美國科學家又發現了12顆新的木星衛星,使得木星的衛星總數達到79 個。
有人推理,木星是未來太陽的“接班人”。木星大氣層中氫和氦的比例非常接近原始太陽星雲的理論組成。與其它氣态行星一樣,木星沒有實體表面,其氣态物質密度随深度的變大而不斷加大。木星形成的時候,比現在要略大一點,每年縮小約2厘米。根據此推理,當木星壓力增加到一定程度時,就可以使氫聚合為一顆恒星。
木星大氣的組成:木星大氣層中氫和氦,分别占了總質量的75%及24%, 1%為其他元素,包括微量的甲烷、水蒸氣、氨以及矽的化合物。另外,木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫、硫等物質。木星大氣最外層有冷凍的氨晶體。透過紅外線及紫外線測量發現木星還有微量苯和烴存在。
木星有着太陽系内最大的行星大氣層,跨越高度超過5000km。從木星的照片上看,人類所看到的是木星大氣雲層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。由于木星沒有嚴格的固态、液态、氣态的分界面,因此,對木星大氣層劃分還是以地球大氣層為“參照物”,通常被認為是大氣壓力等于1MPa(1×10∧5pa)的範圍内作為大氣層的厚度,換算為壓力,就是十倍于地球表面壓力之處作為木星大氣層的厚度。
由于木星内部溫度較高,緻使其赤道與兩極溫差不大,不超過3℃,木星上南北風很小,主要是東西風,最大風速達130~150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的雲系。各種顔色的雲像波浪一樣激烈地翻騰着,有時還能夠觀測到有閃電和雷暴現象。
木星大紅斑是一團激烈上升的氣流,呈深褐色。大紅斑位于南緯23°處,東西長4萬公裡,南北寬1.3萬公裡。最早在17世紀時人們以望遠鏡首度發現它的存在。這個彩色的氣流以逆時針方向轉動。大紅斑風暴的最大高度比周圍的雲層高出約8km。
有一個推理數據,可以幫助大家理解木星大氣層的高度。以地球上九級大地震産生的海嘯浪高18米和重力加速度9.8m/s∧2計算,在木星上最多隻能産生7.2m的浪高,不考慮木星液體的密度與水的密度差。地球上超強台風風速≥16級,其風速大于等于51.0m/s,而木星的最大風速達到130~150米/秒(按150m/s)計算,以台風形成大氣層的高度10km計算,木星上的最大“台風”的高度30km/2.5=12km,實際上,大紅斑風暴的最大高度比周圍的木星雲高出約8km。
木星還有白色和棕色的鵝蛋形風暴,通常發生在大氣層的湍流内,白色鵝蛋形風暴傾向于大氣層上層,棕色鵝蛋形風暴常位于普通雲層。風暴持續的時間可以隻有幾個小時,也可以長達數個世紀。各種風暴的顔色似乎來自于紅磷。
從木星表面的紅、褐、白等五彩缤紛的條紋圖案,可以推測木星大氣中的風向是平行于赤道方向,不同的區域,交互刮着西風及東風,這是木星大氣一個明顯的特征。
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