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发信人: ciel (二分之根号五减一☆专心睡觉), 信区: Science
标  题: 在太阳系旅行[10]——木星(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年10月08日20:49:23 星期三), 站内信件

【 以下文字转载自 Quick_Meal 讨论区 】
【 原文由 ciel 所发表 】
木星是离太阳第五远的行星，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）。

http://bbs.zju.edu.cn/cgi-bin/showfile?name=木星_jupiter.jpg


Jupiter(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。

气态行星没有实体表面，它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大（我们从它们
表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径）。我们所看到的通常是大气中云层的顶
端，压强比1个大气压略高。

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。

木星和其他气态行星表面有高速飓风，并被限制在很大的纬度范围内，在连近纬度的风吹
的方向又与其相反。这些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带，支配着行
星的外貌。光亮的表面带被称作区（zones），暗的叫作带（belts）。这些木星上的带子
很早就被人们知道了，但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次发现。伽利略号飞
船发回的数据表明表面风速比预料的快得多（大于400英里每小时），并大约向内延伸有数
千千米。木星的大气层也被发现相当紊乱，这表明由于它内部的热量使得飓风在大部分急
速运动，不像地球只从太阳处获取热量。 

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。

木星表面的大红斑早在300年前就被地球上的观察所知晓（这个发现常归功于卡西尼，或是
17世纪的Robert Hooke）。大红斑是个长25,000千米,跨度12,000千米的椭圆，总以容纳两
个地球。其他较小一些的斑点也已被看到了数十年了。红外线的观察加上对它自转趋势的
推导显示大红斑是一个高压区，那里的云层顶端比周围地区特别高，也特别冷。类似的情
况在土星和海王星上也有。目前还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间。 

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20,00
0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
！）。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。

伽利略号号飞行器对木星大气的探测发现在木星光环和最外层大气层之间另存在了一个强
辐射带，大致相当于电离层辐射带的十倍强。惊人的是，新发现的带中含有来自不知何方
的高能量氦离子。 

木星有一个同土星般的光环，不过又小又微弱。它们的发现纯属意料之外，只是由于两个
旅行者1号的科学家一再坚持航行10亿千米后，应该去看一下是否有光环存在。其他人都认
为发现光环的可能性为零，但事实上它们是存在的。不同于土星的环，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。 

在夜空中，木星是最亮的一颗星星（仅次于金星，但金星在夜空中往往不可见）。四个伽
利略的卫星用双筒望远镜可很容易的观察到；木星表面的带子和大红斑可由小型天文望远
镜观测。

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              却无助的发现，寂寞仍在身后，它从未远离...   

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.228.216]
※ 修改:·ciel 於 10月08日17:32:32 修改本文·[FROM: 202.118.228.216]
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