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木星是太阳系中最大的行星,它的体积超过地球的一千倍,质量超过太阳系中其他八颗行星质量的总和。与其他巨行星一样,木星没有固态的表面,而是覆盖着966公里厚的云层。通过望远镜观测,这些云层就象是木星上的一条条绚丽的彩带。
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Jupiter and Io - taken by Cassini Spacecraft

天文◇木星     »

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木星是一个巨大的气态行星。最外层是一层主要由分子氢构成的浓厚大气。随着深度的增加,氢逐渐转变为液态。在离木星大气云顶一万公里处,液态氢在100万巴的高压和6000K的高温下成为液态金属氢。木星的中央是一个由硅酸盐岩石和铁组成的核,核的质量是地球质量的10倍。

这是哈勃太空望远镜拍摄的木星照片。图中可以看到在木星南半球有三个连在一起的白色风暴。
木星的内部结构示意图。由图中可以看出木星主要由液态金属氢组成。液态金属氢与表层木星大气之间是液态分子氢和分子氦的混合层。
木星与木卫一(左)、木卫二(右) ,可以明显地看出两个卫星颜色的不同。此图由旅行者1号于1979年拍摄。
这是旅行者1号探测器于1979年拍摄的木星照片。照片中可以看到木星上的“大红斑”。该图的分辨率达到160公里。
木星上的大红斑,由旅行者1号拍摄。右下是一个白色风暴点。该风暴在1939和1940年就开始形成,此后始终残留在此地。
旅行者2号1979年拍摄的大红斑。在大红斑下方有一个较小的白色风暴点。但它与三月前旅行者1号拍到的不是同一个。
这是旅行者1号于1979年拍摄的木星照片。图中可以隐约见到木星风暴“大红斑”。
图为伽利略号探测器拍摄的新月形木星的照片。该图是在近红外和紫外波段拍摄的。
木星与木卫三。此图是卡西尼号探测器于2000年拍摄的。木卫三比水星、冥王星和土卫六还要大。
木星与木卫一(Io)。木卫一的大小和月球相似,相比之下,它背后的木星就是个庞然大物了。此图是卡西尼探测器拍摄的。
木星光环。木星环是1979年由旅行者1号发现的,而此图是由旅行者2号拍摄的。
这张由哈勃太空望远镜拍摄的照片显示出木星北极套索般的极光。图中可见三个木卫运行的印迹。

由于木星快速的自转,它有一个复杂多变的天气系统,木星云层的图案每时每刻都在变化。我们在木星表面可以看到大大小小的风暴,其中最著名的风暴是“大红斑”。这是一个朝着顺时针方向旋转的古老风暴,已经在木星大气层中存在了几百年。大红斑有三个地球那么大,其外围的云系每四到六天即运动一周,风暴中央的云系运动速度稍慢且方向不定。由于木星的大气运动剧烈,致使木星上也有与地球上类似的高空闪电。

木星的两极有极光,这似乎是从木卫一上火山喷发出的物质沿着木星的引力线进入木星大气而形成的。木星有光环。光环系统是太阳系巨行星的一个共同特征,主要由小石块和雪团等物质组成。木星的光环很难观测到,它没有土星那么显著壮观,但也可以分成四圈。木星环约有6500公里宽,但厚度不到10公里。

质量 1.900e+27 kg
赤道半径 71,492 km
平均密度 1.33 gm/cm^3
平均日距 778,330,000 km
自转周期 0.41354 天
公转周期 4332.71 天
赤道地表重力 22.88 m/sec^2
赤道逃逸速度 59.56 km/sec
平均云层温度 -121°C
大气压力 0.7 bars
大气组成 氢 90%
  氦 10%



将近四个世纪之前,当伽利略把他自制的望远镜指向天空时,他发现在木星周围有三个亮点。他开始认为那可能是恒星,但这些“恒星”与木星排成了一条奇怪的直线。这引发了伽利略浓厚的兴趣,他在继续观测后发现它们运行在看来错误的轨迹上。四天之后,伽利略又发现了一颗。经过接下来几个星期的观测后,伽利略确认它们并非恒星,而是围绕着木星运行的天体。

在以后的几个世纪中,人们又接连发现了12颗卫星,使木星卫星的总数达到了16颗。最近,又有12颗卫星被发现并被临时编号,直至它们有正式的确认和命名。1979年,旅行者探测器对木星系的探测终于揭开了这些冰冻世界的神秘面纱。1996年,对这些世界的探索又因伽利略号探测器对木星系的探测而向前迈进了一大步。

木星卫星中的十二颗相对较小,看起来更象是被俘获的,而不象是在木星轨道上自然形成的。伽利略发现的四个大卫星:木卫一、木卫二、木卫三和木卫四已经被确认是在木星形成时与木星共同形成的。



岩石质的木卫一(Io)是太阳系中最与众不同的一个卫星。对木星系的探测中最令人惊奇的发现就是木卫一上的活火山,木卫一是除了地球太阳系中唯一一个存在活火山的天体。旅行者号在探测木卫一时,竟发现在木卫一表面有九个火山在同时喷发。喷发物上升的高度达到300公里,喷出物质的速度达到每秒一公里。剧烈的火山活动使木卫一表面覆盖着一层厚厚的硫磺,所以木卫一看起来呈现橘黄色。

木卫一如此活跃的原因可能是因为它位于木星与木星的另两颗大卫星——木卫二和木卫三的共同引力潮汐作用下,这种类似拔河竞赛似的引力作用常常使木卫一的形状发生大至100米左右的改变。木卫一的表面温度约为零下143摄氏度,在火山喷发时的温度可达17摄氏度,因此木卫一表面会有大小不一的熔岩湖。这与地球形成初期的情形十分相似。

这是一张将旅行者号与伽利略号探测器分别拍摄的照片合并处理而成的木卫一照片。
木卫一的内部结构图。木卫一有一个金属质的核,核外面包裹着岩石壳,岩石壳一直沿伸到表面。
这是木卫一的表面特征照片。是由两张不同照片合并处理而成的。
这是旅行者2号探测器于1979年拍摄的木卫一照片,图中可以看到两座正在喷发的火山,火山喷发物的高度大约有100多公里。
这是1979年由旅行者1号拍摄的照片,图中可以看到木卫一上一座正在喷发火山的喷出物。
这张图片显示了位于木卫一北半球的一个液态硫磺湖,湖中有大量的固态硫磺。



木卫二(Europa)是太阳系中另一颗与众不同的卫星。木卫二是太阳系中最明亮的一颗卫星,几百年来它以它的独特性使一批又一批的科学家对它着迷。它之所以显得如此明亮是由于它表面有一层厚厚的冰壳,这层冰壳上布满了陨石撞击坑和纵横交错的条纹。木卫二的内部很可能是非常活跃的,在冰壳下面很可能隐藏了一个太阳系中最大的液态水海洋,这个海洋中极有可能存在着生命。

这是伽利略号拍摄的木卫二。点击放大后可以看到一组分别以真彩和伪彩拍摄的照片。
这是可能的木卫二的内部结构示意图。木卫二比月球小不了多少,它有一个金属核,核外是石质的壳。壳外面是一层液态水的海洋,海洋表面是厚厚的冰壳。
这是旅行者2号拍摄的木卫二高分辨率图片,图片显示木卫二有着光滑的表面,只有三个陨石坑的直径超过5公里。
这是旅行者2号拍摄的木卫二。图片显示出明亮的、低反差的木卫二表面和在这之上纵横交错的直线条纹。
这张1996年伽利略号拍摄的照片显示了木卫二表面的山脊,图片所包含的实际宽度为238公里,可以看到在木卫二的冰盖表面有黑色的涌出物,而极少看到陨石坑。
这张也是1996年伽利略号拍摄的木卫二照片显示其表面有类似于地球南极地区冰山那样的破裂浮冰。
下表摘要列出了所有木卫的有关数据:
 英文名 编号 半径(千米) 质量(千克) 与木星的距离(千米)
 Metis 16 20 9.56e+16 127,969
 Adrastea 15 12.5x10x7.5 1.91e+16 128,971
 Amaltdea 5 135x84x75 7.17e+18 181,300
 tdebe 14 55x45 7.77e+17 221,895
 Io 1 1,815 8.94e+22 421,600
 Europa 2 1,569 4.80e+22 670,900
 Ganymede 3 2,631 1.48e+23 1,070,000
 Callisto 4 2,400 1.08e+23 1,883,000
 S/1975 J1,  S/2000 J1 4 ? 7,435,000
 Leda 13 8 5.68e+15 11,094,000
 Himalia 6 93 9.56e+18 11,480,000
 Lysitdea 10 18 7.77e+16 11,720,000
 Elara 7 38 7.77e+17 11,737,000
 S/2000 J11 2 ? 12,654,000
 S/2000 J10 1.9 ? 20,375,000
 S/2000 J3 2.6 ? 20.733,000
 S/2000 J5 2.2 ? 21,019,000
 S/2000 J7 3.4 ? 21,162,000
 Ananke 12 15 3.82e+16 21,200,000
 S/2000 J9 2.5 ? 21,734,000
 S/2000 J4 1.6 ? 21,948,000
 Carme 11 20 9.56e+16 22,600,000
 S/2000 J6 1.9 ? 22,806,000
 Pasiphae 8 25 1.91e+17 23,500,000
 S/2000 J8 2.7 ? 23,521,000
 Sinope 9 18 7.77e+16 23,700,000
 S/2000 J2 2.6 ? 24,164,000
 S/1999 J1,  1999 UX18 2.4 ? 24,296,000
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