太陽系體積最大行星——木星的相關知識

2020-12-05 天文在線

全面的木星知識

木星是離太陽第五遠的行星,也是太陽系中最大的行星,質量是其他行星總和的兩倍。 木星的條紋和漩渦實際上是十分冷的氨氣和水蒸氣形成的氣體雲,漂浮在氫氣和氦氣之上。木星標誌性的大紅斑是一場比地球還要大的風暴,已經肆虐了數百年。

目前已知在木星周圍有79顆衛星。 科學家們最感興趣的是伽利略衛星——1610年伽利略發現的四顆最大的衛星:木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。木星也有幾個光環,但與著名的土星光環不同的是,木星光環非常暗淡,由塵埃而非冰構成。木星是以古羅馬眾神之王的名字命名的。

大小和距離

木星的半徑為43440.7英裡(69911公裡),是地球的11倍大。如果地球有五分鎳幣那麼大,木星就有籃球那麼大。木星距離太陽4.84億英裡(7.78億公裡),5.2個天文單位。一個天文單位(縮寫為AU)是太陽到地球的距離,約1.5億千米。太陽光從太陽表面發出到木星表面需要43分鐘。

木星的大小比太陽小一個數量級(×0.10045),但仍比地球大一個數量級(×10.9733),大紅斑大約有二到三個地球大(數量級相同)

軌道和自轉

木星上的一天在太陽系中是最短的。木星上的一天大約只需要10個小時(木星旋轉或自轉一次所需的時間),而木星繞太陽公轉一周(木星時間的一年)大約需要12個地球年(4333個地球日)。它的赤道相對於圍繞太陽公轉的軌道傾斜了3度。這意味著木星的自轉幾乎是垂直的,沒有其他行星那樣極端的季節。

形成

木星形成於大約45億年前,當太陽系的其他部分形成時,引力將旋轉的氣體和塵埃吸引進來,形成了這個巨大的氣體。木星佔據了太陽形成後剩下的大部分質量,最終形成的物質是太陽系其他天體總和的兩倍多。事實上,木星和恆星的成分是一樣的,但它的質量不足以點燃。大約40億年前,木星在太陽系定居下來,它是離太陽第五顆行星。

結構

木星的組成與太陽相似,主要是氫和氦。在大氣層深處,壓力和溫度升高,將氫氣壓縮成液體。這使得木星成為太陽系中最大的海洋——一個由氫而不是水組成的海洋。

科學家們認為,在距離地球中心大約一半的深處,壓力變得如此之大,以至於電子被從氫原子中擠壓出來,使得這種液體像金屬一樣具有導電性。木星的快速旋轉被認為是在這一區域驅動電流,產生強大的磁場。目前還不清楚,在木星的深處,是否有一個固體物質的核心,或者它是否可能是一種濃稠、超熱和稠密的物質。那裡的溫度可能高達90,032華氏度(50,000攝氏度),主要由鐵和矽酸鹽礦物(類似於石英)構成。

表面

由於木星是一顆氣態巨行星,因此木星沒有一個真正的表面。這顆行星主要是旋轉的氣體和液體。目前宇宙飛船不能著陸在木星上,也不可能毫髮無損地飛過木星。行星內部的極端壓力和溫度擠壓、融化和蒸發了試圖飛向該行星的宇宙飛船。

大氣

木星的外表是由彩色雲帶和斑點織成的織錦。這顆氣態行星的「天空」中可能有三層截然不同的雲層。這些加起來大約有44英裡(71公裡)長。頂部的雲可能是由氨冰構成的,而中間層可能是由氫硫化銨晶體構成的。最裡面的一層可能由水、冰和蒸汽組成。

你所看到的橫跨木星的厚條紋中鮮豔的顏色可能是一股含硫和含磷氣體的羽狀物,它們從木星溫暖的內部升起。木星的快速旋轉——每10小時旋轉一次——產生強大的射流,將其雲層分成深色帶和明亮帶。

由於木星表面沒有固體來減緩它們的速度,木星的黑子可以持續很多年。暴風驟雨的木星被十多股風掃過,其中一些在赤道的風速高達每小時335英裡(每小時539公裡)。大紅斑是一團漩渦狀的橢圓形雲,寬度是地球的兩倍,在這顆巨大的行星上已經觀測了300多年。最近,三個較小的橢圓合併形成了小紅斑,大約是較大紅斑的一半大。科學家們還不知道這些橢圓和環繞行星的條帶是深植於內部還是淺植於內部。

生命存在的可能性

木星的環境可能不利於我們已知的生命的存活條件。這個星球的溫度、壓力和物質特徵很可能過於極端和易揮發,使生物難以適應。雖然木星是一個不太可能有生命存在的地方,但它的一些衛星卻並非如此。木衛二是太陽系中最有可能發現生命的地方之一。有證據表明,在它冰冷的外殼下有一個巨大的海洋,那裡可能存在生命。

衛星

木星有四個大衛星和許多小衛星,形成了一種微型太陽系。木星已經確認有79顆衛星。

1610年,天文學家伽利略利用早期版本的望遠鏡首次觀測到木星的四個最大衛星——木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。這四顆衛星被稱為伽利略衛星,它們是太陽系中最迷人的目的地。木衛一是太陽系中火山活動最活躍的天體。木衛三是太陽系中最大的衛星(甚至比水星還要大)。木衛四的小火山口非常少,這表明當前地表活動的程度很低。在木衛二的冰凍外殼下,可能存在著一個含有生命成分的液態水海洋,這使得它成為一個誘人的探索之地。

光環

1979年,美國國家航空航天局(NASA)的旅行者1號宇宙飛船發現了木星的光環,它是一個驚喜,因為它們是由小而暗的粒子組成的,只有在太陽的背光下才能看到。伽利略號宇宙飛船的數據表明,木星的光環系統可能是由行星間流星體撞擊木星最內層的小衛星時揚起的塵埃形成的。

磁場

木星磁層是受木星強大磁場影響的空間區域。它向太陽(直徑是木星的7到21倍)飛行60萬到200萬英裡(1到300萬公裡),逐漸變細,形成蝌蚪狀的尾巴,在木星後面延伸6億英裡(10億公裡),一直延伸到土星的軌道。木星巨大的磁場是地球磁場的16到54倍。它和行星一起旋轉並掃過帶有電荷的粒子。在這顆行星附近,磁場捕獲了大量帶電粒子,並將它們加速到極高的能量,產生強烈的輻射,轟擊最內側的衛星,並可能損壞太空飛行器。

木星的磁場也導致了太陽系兩極最壯觀的極光。

快速瀏覽:木星常用的參數

一天=9.92496 小時

一年=4,333 地球日

半徑=69,911 公裡

行星類型=氣態巨行星

衛星=目前已知79 顆

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  • 博世凱每日英語閱讀:《木星:太陽系裡最大的行星》
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