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木星是离太阳第五颗行星,而且是最大的一颗,比所有其他的行星的质量和大2倍(地球的318倍)。
木星(a.k.a. Jove; 希腊人称之为 宙斯)是上帝之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是Cronus(土星)的儿子。 木星是天空中第四亮的天体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些),早在史前木星就已被人类所知晓。根据伽利略1610年对木星四颗卫星:木卫一,木卫二,木卫三和木卫四(现常被称作伽利略卫星)的观察,它们是不以地球为中心运转的第一个发现,也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据;由于伽利略直言不讳地支持哥白尼的理论而被宗教裁判所逮捕,并被强迫放弃自己的信仰,关在监狱中度过了余生。 木星在1973年被先驱者10号首次拜访,后来又陆续被先驱者11号,旅行者1号,旅行者2号和尤利西斯号考查。目前,伽利略号飞行器正在环绕木星运行,并将在以后的两年中不断发回它的有关数据。
木星由90%的氢和10%的氦(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨和“石头”组成。这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似。土星有一个类似的组成,但天王星与海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了。 我们得到的有关木星内部结构的资料(及其他气态行星)来源很不直接,并有了很长时间的停滞。(来自伽利略号的木星大气数据只探测到了云层下150千米处。) 木星可能有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量。 内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态金属氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在4百万巴压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是)。液态金属氢由离子化的质子与电子组成(类似于太阳的内部,不过温度低多了)。在木星内部的温度压强下,氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的导电体与根源。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的“冰”。 最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成,它们在内部是液体,而在较外部则气体化了,我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处。水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿。
来自伽利略号的大气层数据同样证明那里的水比预计的少得多,原先预计木星大气所包含的氧是目前太阳的两倍( 算上充足的氢来生成水),但目前实际集中的比太阳要少。另外一个惊人的消息是大气外层的高温和它的密度。
木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤纷的视觉效果,但是其详情仍无法知晓。 色彩的变化与云层的高度有关:最低处为蓝色,跟着是棕色与白色,最高处为红色。我们通过高处云层的洞才能看到低处的云层。
木星向外辐射能量,比起从太阳处收到的来说要多。木星内部很热:内核处可能高达20,000开。该热量的产量是由开尔文-赫尔姆霍兹原理生成的(行星的慢速重力压缩)。(木星并不是像太阳那样由核反应产生能量,它太小因而内部温度不够引起核反应的条件。)这些内部产生的热量可能很大地引发了木星液体层的对流,并引起了我们所见到的云顶的复杂移动过程。土星与海王星在这方面与木星类似,奇怪的是,天王星则不。 木星与气态行星所能达到的最大直径一致。如果组成又有所增加,它将因重力而被压缩,使得全球半径只稍微增加一点儿。一颗恒星变大只能是因为内部的热源(核能)关系,但木星要变成恒星的话,质量起码要再变大80倍。 木星有一个巨型磁场,比地球的大得多,磁层向外延伸超过6.5e8千米(超过了土星的轨道!)。(小记:木星的磁层并非球状,它只是朝太阳的方向延伸,在此方向上只有几百万公里。)这样一来木星的卫星便始终处在木星的磁层中,由此产生的一些情况在木卫一上有了部分解释。不幸的是,对于未来太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号设计的专家来说,木星的磁场在附近的环境捕获的高能量粒子将是一个大障碍。这类“辐射”类似于,不过大大强烈于,地球的电离层带的情况。它将马上对未受保护的人类产生致命的影响。
不像土星的,木星的光环较暗(反照率为0.05)。它们由许多粒状的岩石质材料组成。 木星光环中的粒子可能并不是稳定地存在(由大气层和磁场的作用)。这样一来,如果光环要保持形状,它们需被不停地补充。两颗处在光环中公转的小卫星:木卫十六和木卫十七,显而易见是光环资源的最佳候选人。
木星的卫星
较小卫星的数值是约值。 木星的光环 |
| 光环 | 距离 (千米) |
宽度 (千米) |
质量 (千克) |
| Halo | 100000 | 22800 | ? |
| Main | 122800 | 6400 | 1e13 |
| Gossamer | 129200 | 850000 | ? |
(距离是指从木星中心到光环内侧边缘)
未知点Bill Arnett; 最近更新: 1997 十二月 9
翻译&编辑:吴 尘 Translated by William Wu
最近更新:02/03/00
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