世界最大的行星

2017-06-05

木星的简介

木星是太阳系从内向外的第五颗行星，亦为太阳系中体积最大、自转最快的行星。它的质量为太阳的千分之一，但为太阳系中其他行星质量总和的2.5倍。木星在古代便已为天文学家所知，并出现在许多文化的神话与宗教信仰中。古罗马人以罗马神话中的众神之王朱比特(Jupiter)为它命名。古代中国则称木星为岁星，取其绕行天球一周为12年，与地支相同之故。从地球观察时，木星可达视星等-2.94，是平均而言夜空中第三亮的天体，仅次月亮和金星。2012年02月23日，科学家称发现木星2颗新卫星累计卫星达66颗，木星主要由氢和氦组成，中心温度估计高达30,500℃。

木星的物理特性

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，木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区，核区的质量约是地球质量的10倍。核区物质在极高的温度和极高的压力之下，物态难以预测，不太可能为固态。核区边缘与外围物质没有明显的界限，物质组成与密度呈连续性过渡。

木星的化学组成

木星表面有红、褐、白等五彩缤纷的条纹图案，可以推测木星大气中的风向是平行于赤道方向，因区域的不同而交互吹著西风及东风，是木星大气的一向明显特征。大气中含有极微的甲烷、乙炔之类的有机成份，而且有打雷现象，生成有机物的机率相当大。

木星表面最大的特征，首推南半球的大红斑。这个巨大的圆形漩涡超过地球直径的3倍。大红斑的豔丽红色令人印象深刻，颜色似乎来自红磷。

科学家由舒梅克·李维9号彗星撞击后释出的大气成份检测出硫，得知木星大气含有硫的成份。

木星环系

随着行星际空间探测器的发射，不断揭示出太阳系天体中许多前所未知的事实，木星环的发现就是其中的一个。早在1974年“先锋11号”探测器访问木星时，就曾在离木星约13万公里处观测到高能带电粒子的吸收特征。两年后有人提出这一现象可用木星存在尘埃环来说明。可惜当时无人作进一步的定量研究以推测这一假设环的物理性质。1977年8月20日和9月5日美国先后发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”空间探测器。经过一年半的长途跋涉，“旅行者1号”穿过木星赤道面，这时它所携带的窄角照相机在离木星120万公里的地方拍到了亮度十分暗弱的木星环的照片。同年7月，后其到达的“旅行者2号”又获得了有关木星环的更多的信息。

根据对空间飞船所拍得照片的研究，现已知道木星环系主要由亮环、暗环和晕三部分组成。环的厚度不超过30公里。亮环离木星中心约13万公里，宽6000公里。暗环在亮环的内侧，宽可达5万公里，其内边缘几乎同木星大气层相接。亮环的不透明度很低，其环粒只能截收通过阳光的万分之一左右。靠近亮环的外缘有一宽约700公里的亮带，它比环的其余部分约亮10%，暗环的亮度只及亮度环的几分之一。晕的延伸范围可达环面上下各1万公里，它在暗环两旁延伸到最远点，外边界则比亮环略远。据推算，环粒的大小约为2微米，真可算是微粒。这种微米量级的微粒因辐射压力、微陨星撞击等原因寿命大大短于太阳系寿命。为了证实木星环是一种相对稳定结构这一说法，人们提出了维持这种小尘埃粒子数量的动态稳定的几种可能的环粒补充源。

木星探测

美国宇航局于1972年3月发射了“先驱者”10号探测器，这是第一个探测木星的使者，它穿越危险的小行星带和木星周围的强辐射区，经过一年零九个月，行程10亿千米，于1973年10月飞临木星，探测到木星规模宏大的磁层，研究了木星大气传回了三百多幅木星图形。在赞比西河口附近陆架上,表层沉积物含3%的重矿物,砂矿中含1.4%的低质钛。马达加斯加的西岸中部和西南近海还有磷盐岩和石油。

1977年8月20日和9月5日，美国先后发射了旅行者2号和1号探测器，这两个姊妹探测器沿着两条不同的轨道飞行。担负探测太阳系外围行星的任务。发射一百天后，旅行者1号超过旅行者2号，并先期到达木星考察。1979年3月5日，旅行者1号在距木星27.5万公里处与木星会合，拍摄了木星及其卫星的几千张照片并传回地球。通过这些照片可以发现木星周围也有一个光环，还探测到木星的卫星上有火山爆发活动。旅行者2号于1979年7月9日到达木星附近，从木星及其卫星中间穿过，在距木星72万公里处拍摄了几千张照片。

“伽利略”号探测器于1989年升空，1995年12月抵达环木星轨道。它旅行了28亿英里，它的终结日期比原来预计的晚了六年。伽利略号绕木星飞行了34圈，获得了有关木星大气层的第一手探测资料，在1995年将一个探测器放到了木星上。它发现在木星的卫星欧罗巴(Europa)、Ganymede、Callisto的地下有咸水，还发现木星卫星Io上有剧烈的火山爆发。

“伽利略”号探测器在2003年年9月21日坠毁于木星，以此结束其近14年的太空探索生涯。这将是美国宇航局自1999年以来首次控制探测器在地球之外的天体上坠毁。

美国宇航局2008年11月宣布，已将木星定为下一个探索天空的远大目标，NASA将在2011年8月发射一个新的木星探测器“朱诺”，展开对木星的深入探测，该探测器首先绕地球运行至2013年，利用地球引力将“朱诺”弹射到外太阳系;预计在2016年中期到达木星轨道。此后，“朱诺”每年大约绕木星运转32圈，探测木星内部的结构情况;测定木星大气成分;研究木星大气对流情况以及探讨木星磁场起源和磁层，通过它的探测，科学家希望了解木星这颗巨行星的形成、演化和本体内部结构以及木星卫星等。全部任务计划于2017年10月结束。

木星观测

一般小型的双筒望远镜可以看到木星以及身旁的四大卫星，因为他的光度十分明亮，所以即使是在大都市中也可以在夜空中找到他的位置。在小型天文望远镜中，可以看到木星较清晰的结构如大红斑以及与四大卫星，且卫星与木星的相对位置会随时间而改变，就像一个"小太阳系"一样，十分有趣。

人造卫星怎样通过木星引力场加速?如果以木星为参照系，你说的没错，人造卫星飞临木星时的速度和它离开木星的速度是相等的(在距木星同样距离的时刻，例如10万公里)，因为离木星的距离没有变，引力势能没有变，根据能量守恒的原则，卫星与木星相对运动速度所具有的动能不会变，所以相对于木星的运动速度数值也不会变(但速度方向会变)，但我们所说的加速不是以木星为参照系的，而是以太阳。木星本身是绕太阳运动的，卫星要想获得加速，必须以与木星运动轨道的有一定角度的方向接近木星，并尽量以木星运动同方向的角度(沿轨道切线方向)离开木星。这样一来，相对于木星，卫星进入木星引力场和离开后的速度是相等的，但相对于太阳系，卫星的速度就增加了。