| 词条 | 木星 |
| 释义 | § 简介 木星 木星古称岁星，是离太阳第五颗行星，而且是最大的一颗。木星绕太阳公转的周期为4332.589天，约合11.86年。木星(a.k.a. Jove)希腊人称之为 宙斯(众神之王，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。) 木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大，它有着极其巨大的质量，是其它七大行星总和的2.5倍还多，是地球的318倍，而体积则是地球的1,321倍。同时，木星还是太阳系中自转最快的行星，所以木星并不是正球形的，而是两极稍扁，赤道略鼓。木星是天空中第四亮的星星，仅次于太阳、月球和金星（在有的时候，木星会比火星稍暗，但有时却要比金星还要亮）。木星主要由氢和氦组成，中心温度估计高达30,500℃。 木星表面有一个大红斑，从东到西有40,000千米，从北到南有13,000千米，面积大约453,250,000平方千米。对于它是什么目前仍有争论，很多人认为它是一个永不停息的旋风，它的范围可以吞没3个地球。 § 档案 公转轨道: 距太阳 778,330,000 千米 (5.20 天文单位) 公转周期：木星绕太阳公转的周期为4332.589天，约合11.86年。 自转周期：木星赤道部分的自转周期为9小时50分30秒,两极地区的自转周期稍慢一些。木星是太阳系中自转最快的行星。 行星直径: 142,984 千米 (赤道) 质量: 1.90*10^27千克 表面重力加速度：23.12 米每二次方秒。卫星数量：16 逃逸速度：60.2 千米/秒 四颗卫星：木星有16颗已知卫星，4颗大伽利略发现的卫星，12颗小的 § 历史 朱庇特及木星符号 木星是天空中第四亮的物体，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.许多年来人们一直认为木卫三是1609年由伽利略通过他自制的望远镜发现的，连同木卫一、木卫二、木卫四被称为伽利略卫星。 其实木卫三是中国战国时代的天文学家甘德发现的，他著有《岁星经》和《天文星占》两书，可惜均以失传。唐朝天文学家瞿昙悉达编著的《开元占经》第二十三卷中有这样的记载“甘氏曰：单阏之岁，摄提格在卯，岁星在子，与须女、虚、危晨出夕入，其状甚大有光，若有小赤星附于其侧，是谓同盟”。 甘德早在公元前346年发现了木卫三，比伽利略早了将近2000年。 § 组成 内部构造 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、氨水和“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，以液态氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿巴压强下才存在，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电子指挥者与根源。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。云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰，铵水硫化物和冰水混合物。 § 特征 木星的光环 木星是一个巨大的液态行星，最外层是木星的大气。随着深度的增加，氢逐渐过渡为液态。在离木星大气云顶一万千米处，液态氢在高压和高温下成为液态金属氢。据推测，木星的中央是一个由硅酸盐岩石和铁组成的核，核的质量约是地球质量的10倍。 木星的大气 木星的大气组成中，按分子数量来看，81%是氢气，18%是氦气，按质量则分别是75%和24%。只有约1%左右的其他气体，其中包括甲烷、水蒸气、氨气等。这与太阳系的前身－原始太阳星云的组成相近，但木星中较重元素的比例却比原始太阳星云多数倍。同为气体行星的土星也是类似的组成，但天王星及海王星中的氢和氦就少得多。 由于木星快速的自转，木星的大气显得非常地“焦躁不安”。木星的大气其实是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”。这是一个朝着逆时针方向旋转的古老风暴，它早在300多年前就被人类发现了，一般认为是17世纪的卡西尼或罗伯特·胡克发现的，也就是说，这个巨大的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。因而云带之间常形成小风暴，并合并成为较大型风暴；2000年，天文学家透过哈勃望远镜发现大红斑以南形成一个小白斑，至2006年初开始跟大红斑相同之颜色，目前已有大红斑的一半大小，在木星自转中随大红斑之后。两红斑每两年擦身而过一次。2006年7月两红斑擦身而过；但没有正面冲突，使得大红斑“吃掉”小红斑。有科学家预计未来将有可能发生两红斑合并的状况。 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。 木星的光环 光环系统是太阳系巨行星的一个共同特征，主要由细小的石块和雪团等物质组成。和绚烂多姿的土星光环相比，木星的光环则显得黯淡了很多，但也可以分成四圈。木星的光环很难观测到，人类直到1979年旅行者一号飞临木星系的时候才发现木星环的存在。 木星环约有6,500千米宽，但厚度不到10千米。由大量尘埃和黑色碎石组成。以7小时一个周期围绕木星旋转。 木星的磁场 极光是在木卫三的磁气圈产生的引力影响下形成的 木星具有比地球强大得多的磁场，它的磁层向太阳相反方向可延伸达6亿5千万千米，甚至超过土星的轨道。而面向太阳方向也有数百万千米厚。因此木星的卫星全都位于它的磁层之中，这或许正是造成埃欧表面许多活动的原因。类似地球的范艾伦辐射带，伽利略号的大气探测器在木星环与高层大气之间新发现一个强幅射带，比范爱伦辐射带强10倍左右，其中有的高能氦离子。 跟地球一样，木星的两极也有极光，这有认为是从木卫一上火山喷发出的物质沿着木星的磁场线进入木星大气而形成的。 木星辐射能量 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。 木星大红斑 木星表面的大多数特征变化倏忽，但也有些标记具有持久和半持久的特征，其中最显著最持久，也是人们最熟悉的特征要算大红斑了。大红斑是位于赤道南侧、长达2万多公里、宽约1.1万公里的一个红色卵形区域。 有人认为是大红斑中上升气流形成的云中放电现象。美国马里兰大学的一位名叫波南贝罗麦的博士做了一个有趣的实验。他在一只长颈瓶中放上木星大气中存在的一些气体，如甲烷、氨、氢等，对这些气体施加电火花作用，结果发现原先无色的气体变成云状物，一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上。这个实验为人们解开大红斑颜色之谜似乎提供了某种有益的启示。相当一部分天文学家认为，磷化物可以说明大红斑的颜色。有人认为木星的大气又密又厚是大红斑长寿的主要原因，但这只是一种猜测。大红斑和木星上其他卵形结构的长寿，主要包含两个问题：一个是这些斑状结构必须是稳定的，不然它们只能存在几天；另一个就是能源问题，一个稳定涡流如果没有能源维持，很快就会下沉。 § 卫星 木星的卫星 木星是人类迄今为止发现的天然卫星最多的行星，目前已发现63颗卫星，俨然一个小型的太阳系：木星系。1610年1月，意大利天文学家伽利略最早以望远镜发现木星最亮的四颗卫星，并被后人称为伽利略卫星。它们环绕在离木星40～190万千米的轨道带上，由内而外依次为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四，然而近年中国有天文史学家提出在公元前364年，甘德以肉眼发现木卫三但直至现时还未被公认。在1892年巴纳德以望远镜肉眼观测发现木卫五后，木星的其他卫星皆透过照相观测或行星际探测器的相片发现。 在以后的几个世纪中（至1950年代），人们又接连发现了12颗较大的卫星，使木星卫星的总数达到了16颗。直至1979年美国旅行者一号及1995年伽利略号等飞临木星系的时候，又发现了许多更细小的、离木星更远的天然卫星，使人类所知的木星系卫星总数达到63个，成为太阳系拥有最多天然卫星的行星，这数字还很有可能继续增加。 § 彗木相撞 1994年7月22日8:06 12～19 UT在木星轨道的伽利略号所摄W核撞击照片（图片由左至右），只发生数秒间之闪光（亮点） 1994年7月16日－22日，苏梅克－列维9号彗星（Comet Shoemaker-Levy 9）在被木星巨大的潮汐力撕成20多个碎片并绕过近日点后，与木星迎头相撞，这是人类史上首次直接观测到的天体相撞。 彗木相撞后产生相当于20亿颗原子弹爆炸的威力，产生直径达10千米，温度达7,000多度的火球，产生的闪光在地球也能拍到，腾起的蘑菇云极为壮观，形成的尘埃云团与地球同样大小，衍生之黑斑在木星表面存在数月之久，当时用一具物径80mm(约三吋）以上的小型望远镜以100倍以上的倍率放大已能看到这些黑斑。 哈伯太空望远镜甚至在近一年之后还观测得到撞击的残迹。 § 探索 为了探测太阳系外围空间的物理情况，迄今为止，共发射了4艘宇宙飞船，即“先驱者” 10号、 11号，“旅行者” 1号和2号。它们都肩负着美国宇航局的重大科学考察项目。 “先驱者10号”于1972年3月2日上午，一路上考察了行星际物质；1973年12月3日与木星会合，在离木星13万公里处飞掠而过，探测到木星规模宏大的磁层，研究了木星大气，送回300多幅木星云层和木星卫星的彩色电视图像。 “先驱者11号”飞船于1973年4月6日发射，1974年12月5日到达木星。它离木星表面最近时只有4.6万公里，比“先驱者10号”近两倍。送回有关木星磁场、辐射带、重力、温度、大气结构以及4个大卫星的情况，并按地面指令调整航向，飞越在地面因视角不合适而难于观测的木星南极地带。“先驱者11号”在完成任务后，向着土星飞去。1977年8月20日和9月5日，美国又相继发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”飞船。这两艘飞船在仪器设备方面比“先驱者”10号和11号先进。 “旅行者1号”于1979年3月飞临木星，在3天之内探测了木星和4个伽利略卫星，以及木卫五，拍摄了数以千计的彩色照片，并进行了一系列科学考察。“旅行者2号”于1979年7月飞临木星，对木星进行了考察。两艘飞船在离开木星后，还要继续探测土星、天王星和海王星，然后飞出太阳系，到茫茫的宇宙中去寻找知音。伽利略是世界第一架天文望远镜的发明者和 4颗木星卫星的发现者。 1989年，美国宇航局发射了以他的名字命名的一个木星探测器，预定在1995年12月飞抵木星。据说，它是迄今发射的最复杂、最先进的行星探测器。科学家赋予“伽利略”探测器三项使命：（1）探测木星大气层，包括化学组成、同位素比例、木星大气层垂直结构的轮廓图；木星大气层温度、压力轮廓图；木星云层的位置和结构；大气辐射能的平衡；木星闪电的出现频率及其特征等资料。（2）木星的卫星情况，提供木星系形成与演化的研究资料。 （3）了解木星磁层结构的特征。 § 记载 《史记·天官书》 察日、月之行以揆岁星顺逆。曰东方木，主春，日甲乙。义失者，罚出岁星。岁星赢缩，以其舍命国。所在国不可伐，可以罚人。其趋舍而前曰赢，退舍曰缩。赢，其国有兵不复；缩，其国有忧，将亡，国倾败。其所在，五星皆从而聚于一舍，其下之国可以义致天下。以摄提格岁：岁阴左行在寅，岁星右转居丑。正月，与斗、牵牛晨出东方，名曰监德。色苍苍有光。其失次，有应见柳。岁早，水；晚，旱。岁星出，东行十二度，百日而止，反逆行；逆行八度，百日，复东行。岁行三十度十六分度之七，率日行十二分度之一，十二岁而周天。出常东方，以晨；入于西方，用昏。 当居不居，居之又左右摇，未当去去之，与他星会，其国凶。所居久，国有德厚。其角动，乍小乍大，若色数变，人主有忧。其失次舍以下，进而东北，三月生天棓，长四丈，末兑，进而东南，三月生彗星，长二丈，类彗。退而西北，三月生天欃，长四丈，末兑。退而西南，三月生天枪，长数丈，两头兑。谨视其所见之国，不可举事用兵。其出如浮如沈，其国有土功；如沈如浮，其野亡。色赤而有角，其所居国昌。迎角而战者，不胜。星色赤黄而沈，所居野大穰。色青白而赤灰，所居野有忧。岁星入月，其野有逐相；与太白斗，其野有破军。岁星一曰摄提，曰重华，曰应星，曰纪星。营室为清庙，岁星庙也。 《马王堆帛书·五星占》 相与营室晨出东方 ·秦始皇帝元 三 五 七 九 ［二］ 与东辟晨出东方 二 四 六 ［八］ ［十］ ［三］ 与娄晨出东方 三 五 七 ［九］ 一 ［四］ 与毕晨出东方 四 六 八 ［卅］ 二 ［五］ 与东井晨出东方 五 七 九 ·汉元 ·孝惠［元］ ［六］ 与柳晨出东方 六 八 卅 二 二 ［七］ 与张晨出东方 七 九 一 ［三］ ［三］ ［八］ 与轸晨出东方 八 廿 二 ［四］ 四 ［元］ 与亢晨出东方 九 一 三 五 五 二 与心晨出东方 十 二 四 六 六 三 与斗晨出东方 一 三 五 七 七 与婺女晨出东方 二 四 六 八 ·代皇秦始皇帝元年（前246年）正月，岁星日行廿分，十二日而行一度，终［岁行卅］度百五分，见三［百六十五日而夕入西方，伏］卅日，三百九十五日而复出东方。［十二］岁一周天，廿四岁一与大［白］合营室。 § 传说 古人把木星称为“太岁”（或岁星一周天（实际是11.86年），并划分周天为十二次，木星每年行经一次，都有特定的名称，说太岁某一年在某一方，这一方就不能动土搞建筑，否则触犯了太岁，就会招来灾祸。后来，人们把别人侵犯自己怒斥为“太岁头上动土”，以显示自己的威风。 这一说法早在宋朝就已有之。元末明初施耐庵《水浒传》第二回就曾提到过：朱武和陈达、杨春在少华山落草之后，为了打劫钱粮供山寨使用，预备与官军对敌。朱、杨要打蒲城县，陈达不听朱、杨的劝告，坚持要从史进所住的史家村借条路去打华阴县。路经史家村时，史进召集众庄客截住道路，对陈达喝道：“你也须有耳朵，好大胆，直来太岁头上动土。”敢这样说的当然就是有来头的人，书中所讲的陈达的确不是史进的对手，结果被史进擒获。 § 极光 木星极区非常壮观的极光 2009年9月21日,木星最大的卫星----木卫三也是它拥有的唯一一颗有强磁场的卫星。现在科学家利用哈勃太空望远镜获得的数千张图片，发现在木星极区看到的非常壮观的极光，是在木卫三的磁气圈产生的引力影响下形成的。 木卫三和非常活跃的木卫一在围绕木星运行时，会与这颗行星的等离子体相互作用，在木星极区产生明亮的斑点，这些亮斑被称作“极光足印(auroral footprints)”。然而，直到现在也没有人知道木卫三的足迹到底有多大，以及为什么木卫三会导致木星极区产生美丽壮观的极光。 研究人员通过分析哈勃太空望远镜拍摄的图片，测量出木卫三脚印的确切大小，他们认为这些斑点的面积太大，根本不是卫星在这颗行星上的投影，而且它的直径跟木卫三的保护性磁场的直径非常相符。科学家还测量了木卫一极光足印的大小及形状，这是由木卫一上活跃的火山喷发出来的带电粒子造成的。 格伦顿特和他的科研组除了把木卫三的极光足印与它的磁场结合在一起外，还意外在这颗卫星极光的亮度方面发现周期性变化，这些变化发生在三个不同时刻。研究人员认为，每次变化都反映了木星的等离子体与木卫三的磁场之间发生了相互作用，但是至今他们也不清楚是什么引起这种相互作用的。 § 木星南赤道带条纹消失原因不明 2009年7月拍到的图片（右）相比，对比图片 本月拍到的木星图片显得异常光秃。目前木星上的暗红色南赤道带已经消失不见，不过科学家并不清楚是什么原因导致这一现象发生。这两张照片具有不同色调，这是因为它们是在相隔一年的两个不同时间拍到的。 木星拥有一个非常复杂的带系 据国外媒体报道，木星是太阳系里最大的一颗行星，通常它大气里由两条深色带状物占主导地位，一条位于北半球，一条位于南半球。然而最近天文爱好者拍到的图片显示，南半球被称作木星南赤道带(Southern Equatorial Belt)的条纹已经消失，这使木星南侧显得光秃秃的。目前科学家正在查找这个条纹消失的原因。带系图片 2009年年底，在木星进入位于太阳后面的轨道以前，这条带状物还在。然而木星经过3个月从太阳背后“走出来”时，它的南赤道带已经消失了。新闻记者和天文爱好者鲍勃·金，又称阿斯特罗·鲍勃，是第一批注意到这一奇怪现象的人之一。他说：“只有一条带状物的木星看起来跟土星有点像，这看起了很不正常。” 尽管科学家一直弄不明白为什么会发生这种事情，但是此次并不是人们第一次注意到该现象，木星的一个带状物每15年里就有10年会消失不见，或者重新出现。这颗行星距离太阳大约有5亿英里(8.05亿公里)，是一个由气体和液体构成的球状物。它表面由密集的红色、棕色、黄色和白色云团组成，分布在亮色区域的被称作“区(zones)”，分布在深色区域的被称作“带”。 这些云团是由在不同高度形成的化学物质产生的。位于“区”里的海拔最高的白色云团，是由冻结的氨水组成的。颜色更深、海拔更低的云团是由硫磺和磷等化学物质构成的。木星快速旋转产生的时速高达350英里(563.27公里)的风，把这些云团吹成带状。著名的木星观测者安东尼·韦斯利，一直在澳大利亚他家的后花园观察木星正在消失的带状物。去年他在木星表面发现一个撞击斑。 韦斯利对美国行星协会说：“去年能明显看出这个带状物在缩小。任何一个观测木星的人，都在密切关注这一现象。一旦它再次出现，人们都迫切想弄明白它到底发生了什么变化。”韦斯利表示，是什么导致木星带状物消失的呢？这个问题一直是个难解之谜，不过最有可能的解释是，这与之前出现的风暴活动有关。他说：“目前的问题是，木星南赤道带将在何时突然进入活跃期，使这个带状物再次出现呢？” 南区里形成一个明亮的白色斑点时，这种情况就会发生。它慢慢开始喷发黑色物质，木星上强劲的风会不断拉伸这些物质，使它们形成一个新带状物，此时这颗行星的外观再次恢复到我们熟悉的“轮胎轨迹”模式。木星将在9月24日距离地球最近，届时是天文爱好者观测这颗失去一条带状物的行星的最好时机。 § 科学研究 木星体积巨型之谜:地球10倍大行星撞击所致 2010年8月12日，科学家表示，木星之所以能够成为太阳系内体积最大的行星是因为“吞噬”了一颗体积更小的同类。对木星进行的研究显示，这颗巨行星拥有一个相对于巨大身躯而言体积极小的核心。木星的体积是地球的120倍，但根据飞船的测量数据，其核心的重量最多也只有地球的10倍。 根据刊登在《新科学家》杂志上的一项研究发现，科学家现在认为，木星核心可能在与一颗体积10倍于地球的行星发生巨大撞击时蒸发。这项研究为人们描绘了有关早期太阳系剧烈环境的新图画。 北京大学的研究人员通过建模，模拟撞击之后可能发生的事情。根据他们的模拟，这颗多岩行星在闯入木星大气层过程中被削平。半小时之后，它撞入木星核心。核心内的铁等重元素蒸发，而后与木星大气层中的氢和氦混合在一起。科学家认为这可能解释了木星核心为何这么小而大气层却极为密集。 美国加利福尼亚州大学的道格拉斯·林表示，如果这颗体积较小的行星没有与木星相撞，同样会成长为一颗巨行星。他在接受《新科学家》杂志采访时说：“这颗行星本可以成长为一颗气态巨行星，但由于在撞击这场较量中败下阵来，最为化为乌有。” 道格拉斯的研究小组指出，土星大气层中的重元素由与较小行星发生类似撞击所致。太阳系内的行星由环绕新生太阳轨道运行的小矮行星彼此相撞形成。撞击过程中，小行星熔化并结合在一起，形成体积更大的行星。地球和月球是两颗体积相当于火星和金星发生巨大撞击后的产物。这场撞击历时不到24小时，撞击导致地球的温度高达7000摄氏度，无论是岩石还是金属均被熔化。[1] |
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