木星:太陽系內最大的「情種」

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科技日報-中國科技網 記者 劉 霞 綜合外電

作為太陽系內最特殊的氣態巨行星,木星一直以來都勾起了人們的無限遐想。

據美國國家航空航天局(NASA)消息,「朱諾」號木星探測器歷經5年旅程,終於不辱使命,將於美國東部時間7月4日晚進入木星軌道,人類得以更近距離地與木星親密接觸。

那麼,木星究竟是一個什麼樣的存在,值得科學家們跨越數百年時間、跨越數億萬公里的空間,苦苦追尋呢?

「塊頭」最大

據NASA官網介紹,木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星,從內向外的第五顆行星。

木星的赤道約為14.3萬公里。

木星如此大,太陽系內所有其他行星都能塞進木星裡面,木星「大肚」能容超過1000顆行星。

木星的質量是地球質量的318倍,是太陽系內所有其他行星質量總和的2.5倍。

木星距離太陽的平均距離是5.2個天文單位(1個天文單位為太陽與地球之間的距離,約為1.496億千米),因此,其與太陽間的距離為地球與太陽之間距離的5倍多。

當我們從地球上看時,它是夜空中亮度排第二的行星,排在「夜空中最亮行星」金星之後。

木星大氣層由86%的氫氣和14%的氦氣組成。

這顆行星的表面覆蓋著厚厚的、棕黃色和白色相間的雲層。

天文學家們將木星稱為「失敗的恆星」,但這一描述並不恰當。

儘管有一點毋庸置疑:就像恆星一樣,木星富含氫氣和氦氣,但木星的質量不足以在其內部觸發核聚變反應。

自轉最快 磁場最強

木星是太陽系內自轉最快的行星。

鑒於其大「塊頭」和傲視群雄的體重,木星的移動速度非常快。

實際上,其自轉速度為4.53萬公里/小時(12.6公里/秒),一次自轉只需10小時,因此,木星的一天只有10個小時。

木星的軌道為橢圓或橄欖型,繞太陽旋轉一次所需的時間是地球繞太陽旋轉一次所需時間的12倍,因此,木星上的一年等於地球上的12年。

木星雲層的溫度約為零下145攝氏度。

木星中央附近的溫度非常高,核心溫度約為2.4萬攝氏度,比太陽表面還熱。

如果一個人能站在木星大氣層頂端,那麼,它受到的引力約為在地球表面引力的2.4倍,因此,在地球上重100磅(約91斤)的人在木星上重達240磅(218斤)。

快速的旋轉也助力木星獲得了強大的磁場,木星擁有太陽系內最強大的磁場。

在木星雲層之下是一個巨大的液態金屬氫組成的海洋。

隨著木星不斷旋轉,旋轉的液態金屬海洋製造出了這個強磁場,木星的磁場強度是地球磁場的2萬多倍。

天文學家們認為,這一磁場會捕獲源自木衛一上火山噴發的氧化硫粒子,這些氧化硫粒子與源自木星大氣層的氫離子一起,在木星赤道面形成了一個磁層。

這一磁層與太陽風的交互作用會生成一個弓型衝擊波,這是一個危險的輻射帶,會破壞太空飛行器。

木星的四大衛星都在磁層內旋轉,這會保護其遠離太陽風的衝擊,但是,也會使人們很難在這些衛星上建造前哨基地。

大紅斑最有名

木星最引人注目的特徵是其大紅斑,它是一種反氣旋風暴,位於木星赤道的南部,直徑為2.4萬千米,高度為1.2萬到1.4萬千米。

在大紅斑最寬的點,風暴大約是地球直徑的3.5倍,足以容納2到3個地球直徑大小的行星。

木星是一個多風的行星,風力從192英里(309公里)/小時到超過400英里(644公里)/小時。

大紅斑據信已經存在了至少360多年,1665年,義大利天文學家喬凡尼?卡西尼發現了它的存在。

到20世紀,天文學家們開始認為,大紅斑是一種風暴,由木星的湍流和快速運動的大氣層造成。

「旅行者1號」探測器證實了這一理論,1979年3月,「旅行者1」號在掠過該行星時,觀測到了大紅斑。

然而,大紅斑顯然一直在萎縮,根據「卡西尼」號的觀測,在17世紀時,大紅斑的大小為4萬千米,幾乎為目前的2倍。

天文學家們並不知道是否或何時它將完全消失,但他們確信,另一個大紅斑可能會出現在木星的某個地方。

自帶光環

當人們想到有環的天體系統時,土星首先印入腦海。

但實際上,天王星和木星也有自己的環。

木星是第三個被發現有環的行星,因為其環極其暗淡。

1979年,NASA的「旅行者1號」太空飛行器發現木星有三個小環——最內層是由光暈粒子組成的環;中間是相當明亮的主環;外部是一個輕薄的類似薄紗的環。

科學家們普遍認為,這些環可能由其隕石撞擊木星的衛星時,衛星噴射出的物質組成。

實際上,主環被認為由來自木衛十五和木衛十六的物質組成;而薄紗環的物質來自木衛十四和木衛五。

肉眼可見

在大多數時候,木星不僅肉眼可見,還是全天第二亮星,在行星中僅次於金星,在所有天體中僅次於太陽、月亮和金星,居第四位,比太陽外的所有恆星都要亮得多。

不僅木星本身肉眼可見,在某些極端情況下,連木星的某些衛星都可以用肉眼看見。

「情人」最多(衛星最多)

目前,木星是太陽系擁有衛星數最多的行星,2012年2月23日科學家稱發現了木星2顆新衛星,累計衛星達68顆。

木星的英文名Juppiter(朱庇特)代表著古羅馬神話中的眾神之王,木星的衛星全部以朱庇特的情人命名。

按照距離木星的順序,木星的四大「情人」分別為木衛一「依娥(lo)」、木衛二「歐羅巴(Europa)」、木衛三「伽倪墨得斯(Ganymede)」、木衛四 「卡利斯托(Callisto)」。

這四顆衛星通常被稱為「伽利略衛星」。

伽利略發現,雖然木星在空中移動,但這些衛星仍環繞木星公轉,從而得到支持哥白尼日心說的論據,即並非所有天體均環繞地球旋轉。

木星最大的衛星是木衛三,它也是太陽系內最大的衛星,直徑為5262千米。

木衛三比水星還大,「塊頭」是火星的四分之三。

木衛三是太陽系內唯一擁有自己磁場的衛星。

木衛三和木衛四上有很多由冰塊和岩石構成的環形山。

木衛一擁有很多活火山。

這些火山產生了含硫的氣體。

木衛一橙黃色的表面很有可能由火山噴發出的硫組成。

木衛二是「伽利略」衛星家族中最小的。

木衛二的表面主要是水冰。

冰下可能是水或冰組成的海洋,其含水量是地球的2倍。


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