木星

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木星
图片: NASA, ESA, and A. Simon (Goddard Space Flight Center), Public domain · Wikimedia Commons

基本数据

与太阳的平均距离约7.785亿千米(5.2天文单位)
直径(赤道)约142984千米(约为地球的11倍)
质量约为地球的318倍
一天的长度约9小时56分
一年的长度约11.9个地球年
卫星已知101颗(截至2026年)
云顶处的重力约为地球的2.4倍
云顶温度约−108 °C
主要气体氢(约90%)和氦(约10%)

要点

  • 木星是最大的行星,里面能装下1300多个地球。
  • 它没有固体表面;我们看到的是深厚氢氦大气的云顶。
  • 大红斑是一场比地球还宽的风暴,但一百多年来它一直在缩小。
  • 它的四颗最大卫星中,有火山活跃的木卫一,还有冰层下很可能藏着海洋的木卫二。
  • 即使是普通的双筒镜,也能看到四颗大卫星像小光点一样排在木星旁边。

一个主要由气体构成的世界

木星是距离太阳第五近的行星,也是迄今最大的行星。它的质量是其他所有行星加起来的两倍多,然而它主要由最轻的两种元素氢和氦构成。

木星上没有可以站立的地面。如果你沉入木星,气体会慢慢变得更稠密、更炽热、压力更大,直到表现得像液体一样。科学家因此称它为气态巨行星。

木星的自转也比其他任何行星都快。一天不到10小时,快速的自转让它在赤道处略微鼓起。

云带、亮区和大红斑

木星的条纹来自在相邻通道中以不同速度向东和向西吹的风。浅色条纹叫作亮区,那里气体倾向于上升,形成高而明亮的氨云。深色条纹叫作暗带,那里气体下沉,我们能看到更深、更暖的层次。

木星最著名的特征是大红斑,这是赤道以南一场巨大的高压风暴。人们从19世纪起就一直在持续观测它,它的历史可能更加久远。

这场风暴正在变小。19世纪后期,它长约41000千米,宽到可以并排放下三个地球。如今哈勃望远镜测得它的宽度约为14000千米,只比一个地球宽一点,而且变得更圆了。奇怪的是,它在缩小的同时似乎变得更高、颜色更深。科学家仍在研究它为何缩小,以及它还能持续多久。

木星的内部

在木星深处,压力大到把氢挤压成一种叫作金属氢的状态。这种形态的氢能导电,有点像金属导线。

中心可能有一个由较重物质构成的内核。NASA朱诺号探测器的测量表明,这个内核不是一个整齐紧凑的球,而是一片广阔而模糊的区域,重元素在那里逐渐与周围的氢混合在一起。

木星释放的热量也比它从太阳接收的稍多一些。其中大部分是约45亿年前行星形成时残留下来的余热。

巨大的磁场泡

翻腾的金属氢产生了磁场,在云顶处的强度约为地球磁场的20倍。这个磁场在太空中开辟出一片磁层,即由行星磁场控制的空间区域。

木星的磁层是所有行星中最大的结构。如果我们能从地球上看到它,它在天空中会显得比满月还大。

磁层把带电粒子困在强烈的辐射带中,这对探测器的电子设备十分危险。它还在木星两极附近驱动着明亮的极光。

伽利略卫星

截至2026年,木星已知有101颗卫星,大多很小,直径只有几千米。最大的四颗由伽利略·伽利雷于1610年发现,因此以他的名字命名。

木卫一是已知火山活动最剧烈的天体。木星的潮汐挤压加热了它的内部,为数百座火山提供能量,这些火山不断重新粉刷它黄色和橙色的表面。

木卫二覆盖着一层冰壳。冰壳之下很可能有一片全球性的咸水海洋,水量比地球所有海洋加起来还多,这使它成为寻找适合生命存在条件的最佳地点之一。

木卫三是太阳系中最大的卫星,比水星还大,也是已知唯一拥有自身磁场的卫星。木卫四颜色暗淡,陨石坑密布,拥有我们所知最古老的表面之一。

木星探测任务

先驱者10号和11号于1973年和1974年首次飞掠木星。旅行者1号和2号于1979年紧随其后,发现了木卫一的火山以及木星周围一圈稀薄暗淡的光环。

伽利略号探测器在1995年至2003年间环绕木星运行,并向木星大气投放了一个探测器。朱诺号于2016年开始环绕木星,低空掠过两极,研究木星的内部、磁场和极光。

两项新任务正在途中。欧洲航天局的JUICE于2023年4月发射,预计2031年7月抵达木星,研究木卫三、木卫四和木卫二。NASA的欧罗巴快船于2024年发射,计划2030年抵达,将数十次近距离飞掠木卫二。

如何看到木星

木星是夜空中最亮的天体之一,通常只有月球和金星比它更亮。它发出稳定的乳白色光芒,不怎么闪烁。

最佳观测时机是冲日前后,那时地球位于木星和太阳之间。木星离我们最近、最亮,在日落时升起,整夜可见。木星冲日大约每13个月发生一次。

拿稳一副双筒镜,最好靠在某个物体上,就能看到伽利略卫星像小点一样排成一线位于木星旁边。它们的位置每晚都在变化。

用小型望远镜以约50倍或更高倍率观测,可以看到两条主要的暗带。在大气稳定的夜晚,只要有耐心,你还可能看到大红斑,或者卫星的影子从云顶上掠过。

参考来源

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