木星

在太阳系中最惹人注目的行星是木星，木星是九兄弟中最魁梧的巨人。它很明亮，亮度仅次于金星。中国古代用它来定岁纪年，因此它又叫“岁星”。西方天文学家称木星为“朱庇特”，即罗马神话中的众神之王。

木星是从太阳数来第五颗行星，也是太阳系最大的行星，它的轨道半径为七万七千八百三十三万公里；赤道处直径为十四万二千九百八十四公里，大致为地球直的十一倍；质量是1.900ｘ1027公斤，超过太阳系其它所有行星总合的二倍，是地球质量的三百一十八倍。

木星距离太阳五．二天文单位。因为离热源太远，所以它的温度极低，近于摄氏零下二百度左右。木星上布满了明暗不一的斑纹，据此我们测知木星的自转周期在赤道处为九小时五十分。自转周期随纬度增加而延长，到两极附近则为小时五十六分．根据这些观测结果便可断定，我们所窥见的表面决不会是固态的，甚至在可见云层之下的相当深处，乃看不见固态物质。

按体积来说，木星为众行星之首，但其自转周期同其它各行星相比却为时最短。在赤道处的物质绕轴迅速旋转，其速度约为每小时三万英里（地球的赤道自转速度为每小时一千英里），这样一来，木星的两极方向更加扁平，其轮廓与其说是象一只圆盘，不如说是象椭圆盘更恰当些。

木星自史前时代就已为人所知，是全天第四亮的星体，仅次于太阳、月球和金星之后，火星则在某些时候会比它亮。一六一○年，伽利略首先发现木星的四大卫星－木卫一、木卫二、木卫三及木卫四，也就是著名的伽利略卫星，这是人类首度发现绝对不可能绕着地球运转的星体，这是当时支持哥白尼的日心说最有力的证据之一。

一九七三年，先锋十号探测船首次造访木星，其后先锋十一号、航海家一、二号及尤利西斯号也陆续到过木星。新一代探测船伽利略号现正在木星轨道上，已传回许多极有价值的数据。

像木星一样的气体行星并没有固态的表面，它们的气体就是很单纯的愈深愈密。我们所谓的半径和大小是以一大气压处为其表面来计的；而我们肉眼所看到的表面则是其大气层的云顶，比一大气压处的位置略高。

木星的极光

在一九七九年，科学家首先发现木星每四十五分钟便发射出强烈的Ｘ射线；最近，科学家利用Ｘ射线望远镜，发现这些Ｘ射线是从木星的北极发射出来，像地球的北极光一样。

科学家指出，木星北极光的强度，比较地球的大数千倍，而木星北极光的直径，是地球直径的两倍。

地球的北极光，是由于电子和带电的离子碰撞到地球的大气层而产生的，这些电子和带电的离子，是源自太阳风；但木星的电子和带电的离子，是来自木星表面的火山。

不过，从Ｘ射线望远镜拍摄回来的照片，科学家发现，木星发射的Ｘ射线，是发射自木星北极的中心地带，而不是来自木星的北极光地带。

科学家估计，这些Ｘ射线可能是从木星的北极，通过木星核心，到木星的南极，然后反射回北极，因而造成四十五分钟一次的循环。

南欧洲天文台发表了在二零零零年十一月拍摄到木星上极光的照片，和木星两极上空的烟雾，这是科学家第一次清楚拍摄到木星两极的情况。

木星离地球约六亿一千万公里，过去，科学家曾经利用太空总署的哈勃太空望远镜，拍摄到木星极光的照片，不过，使用南欧洲天文台的红外线望远镜，科学家可以更清楚地观察到木星北极的椭圆形极光和北极上空的烟雾。

科学家指出，极光是环绕木星的磁轴，而这些烟雾，是环绕着木星的旋转轴，是在极光环之下；烟雾是受到木星上的地带风影响，这些地带风是在同一纬度上移动的；科学家相信，木星以十小时一次的迅速自转，也会影响两极上空烟雾的移动。

同时科学家亦拍摄到木星的卫星艾奥的火山爆发的照片，艾奥是除地球外，在太阳系唯一有火山活动的星体，科学家相信，艾奥的火山活动是受到木星和其它卫星的引力影响而产生爆发的。

科学家指出，虽然许多人认为水、热能和有机化合物是地球生命产生的主要成分，但是，除这些之外，木星也是生命产生的先决条件之一，尤其是高等生命如人类；木星的质量，是地球的三百一十八倍。

美国太空总署的布斯博士解释说，木星的庞大引力，可以保护地球，避免受到彗星和小行星的碰撞；虽然在六千五百万年以前，地球受到一个巨大的彗星击中，令地球上的恐龙死去，但是，科学家认为，假使没有木星，将会有更多的彗星击中地球；此外，木星离太阳约是地球和太阳的距离的五倍，亦即五个天文单位，在太阳和木星之间的空间，木星的庞大引力为这空间提供了一个稳定的环境，让这空间内的行星有足够时间和温和的环境，产生各种不同的生命；科学家彗星在一九九四年碰撞木星时，木星庞大的引力将彗星吸进行星附近，然后再抛掷回宇宙去 。

因此，在寻找太阳系外的生命时，科学家通常是首先找出是否有如木星大小的行星，环绕着星球运行，假使在木星大小的行星和星球的距离是大约五个天文单位，科学家相信，找到生命的机会便会大大增加。

美国科学家从「伽利略号」宇宙飞船收集到木星的大气层资料，发现木星大气层含有高浓度的氩、氪和氙元素，令科学家重新评估有关太阳系怎样形成的理论。

「伽利略号」宇宙飞船是在一九九五年到达木星，并发射了一枚小型宇宙飞船到木星上空，探测木星大气层的情形，从宇宙飞船传送回来的数据，科学家发现木星大气层内含有不寻常地多的重元素，如氮、氩、氪和氙，比较正常的多二至三倍；科学家指出，要吸引这些气体，木星大气层的的温度要降低至摄氏零下二百四十度，比冥王星的温度还要低。

木星离太阳的距离是地球与太阳之间的距离的五倍，而只有在离冥王星更远的太空，离太阳约四十倍地球和太阳之间的距离，才可以达到摄氏零下二百四十度的温度。

「伽利略号」宇宙飞船的新发现，令科学家重新评估有关太阳形成的理论，科学家怀疑，木星可能是从离太阳比较远的地方移动到目前的位置，或是太阳系形成以前，太阳系的星云的温度比目前估计的低。

有关木星的形成，科学家较早时认为，木星是由太阳系星云和在天王星与海王星间的细小的行星结合而形成，但是这些物质只是离太阳二十至三十天文单位，物质在这个距离下的温度，不能达到摄氏零下二百多度，使较重的气体元素在木星的大气层内形成；一天文单位是地球和太阳之间的距离，约等于九千三百万哩。

木星大气和其它所有内行星的大气完全不同；其主要成分是氢；大概占四分之三，剩余的四分之一可能被氦占去半数，而另一半乃是氨、水和甲烷等气体。不难想象，既然木星上含氢如此丰富，氢便极易和碳、氮与氧等元素相化合了。云层顶部的温度约为摄氏零下二百二十七度，这样低的温度会使氨和水大部分都凝为结晶，但甲烷依然呈气态。还有少量呈气态的氨，因为检测到了氢分子的吸收谱线。也测到甲烷和氢的吸收谱线。

木星区别于其它行星的重要标志是其明暗不一的条带，这些条带至少有一部分是氨和甲烷的结晶构成的。这种条带上还时常呈现出象红、黄一类的色彩变幻。这可能是由于分子从云层顶部底下浮出，流通一会儿便又沉没下去的缘故，云层的颜色是变化的，事实上，仅一年多的时间颜色的差别就相当悬殊。在这些彩色变化的云层中却有一个始终如一的显著特征，这便是色呈暗红的巨斑，它宽七千英里，长达三万英里。这个为人瞩目的巨红斑早在十七世纪的六十年代便已发现，自那时起其亮度与颜色虽然有些差别，但其基本轮廓却无任何显著的变化。经观测发现，红巨斑具有相对于周围云层的运动，速度甚至达到每天（地球的时间）八千万里。这表明，巨红斑可能没有依附在云层下的任何固体表面之上。巨红斑的性质目前完全是个未解之谜（巨红斑之谜以被先锋十号和先锋11号的近距探测和拍照所揭开，现在可以断定，它就是一个猛烈而长久的旋风）在木星大气中还有一种白色的斑痕时常隐现。这种白色斑痕也有着相对于云层的运动，但存在的寿命不长。它们大部就消失于条带之中。

云层的运动表明，这些云层没有受到任何固体表面的限制。木星的品质虽为地球的三百一十八倍，而体积却是地球的一千三百一十二倍。因此，若地球与木星两者的体积相同时，地球的质量必定成为木星质量的四倍左右。这种关系可用密度这个词来表达。

物质的密度即为其单位体积内的质量。水的密度取作一，其它任何物质皆可与水作对比。地球的平均密度为五点五，而木星的密度却只有一点三，也就是说，在体积相同的条件下，地球的质量为水的五点五倍，而木星的质量只有水的一点三倍。这种低密度情况表明，木星的组成中大约氢占四分之三，有一种理论认为，木星大气的厚度可能在五百英里之下，它也许以氢、氦的液海为依托，并且渐渐浸没于该海洋之中，随着深度的增加，相对压力的升高必定把氢压缩为固体。在木星的中央部分可能是一个与地球体积不相上下的岩核。

木星结构的这一设想为其表面扁率情况所证实。木星两极直径为八万三千二百英里，而赤道直径为八万八千七百英里，即约在八万五千英里中偏离五千五百英里左右，地球的扁率大概是在八千英里中偏离二十七英里。所以，木星的扁率比地球为大。关于木星扁率偏大的解释除了木星自转急剧的原因而外，便是前面提到的那种理论，即中央部分的密度与表层的密度相比过于悬殊。

木星除了反射太阳光而外，还以射电波的方式向太空散发着它自身的辐射。木星具有两种基本不同的射电辐射：一是波长在三至六十八厘米之间的微波，另一是波长在十至五十米之间的十米波。十米波段就是通常所说的频率在每秒五至二十五兆周的频段。木星上的微波射电源并非位于木星表面，而是分布在一种辐射带上，这种辐射带与地球外围的范 。阿伦辐射带相似。

木星周围的辐射带的存在就证明了木星具有磁扬，而且其强度远远胜过地球的磁场。木星辐射带向外伸延十三万英里之遥，甚至连木卫五都包笼在内（木卫五是发现的第五颗木星的卫星，其轨道比伽里略发现的那四颗卫星更靠近木星）。射到地球的十米波比微波还强，故较易于研究。在这种波段中，不仅有延续数秒的爆发，而且还发生维持数小时之久的‘噪音暴”。

研究十米波段的一个困难是地球大气会使之产生闪烁现象，即如同夜空的星光闪烁一样。十米波和木星表面的联系较微米波更为密切。实际上，十米波呈现的周期大致接近于木星的自转周期。这种射电波似乎是由木星上某些确定地区发射出来的。因为木星的自转周期依赖于纬度，故以前曾找到了两种目转周期。头一个称作系统Ⅰ，是指赤道上的自转周期九小时五十分又三十点○○三秒，其二叫系统Ⅱ，和木星赤道之外的部位有关，周期值为九小时五十五分又四十点六二三秒。现在用十米波测定的周期等于九小时五十五分二十九点三七秒，称为系统Ⅲ。一九六四年发现，十米波段的射电爆发和木卫一（从里向外数第二颗木星卫星）的运动之间存在一种难以理解的关系。木卫一从地球看来处于木星的某一侧时，十米波段的射电波，就极易发生，而转至另一侧时则否，对这种关系的实质目前尚毫无所知。

木星上还有很强的磁场，表面的磁场强度大约是地球的十倍。有趣的是木星磁场的方向与地球磁场的方向正好相反，地球上的指南针到了木星上所指的方向是北方。

木星的内部结构也与其它行星不同，它没有固体外壳，在浓密的大气之下是液态氢组成的海洋。木星的内部是由铁和硅组成的固体核，温度高达三万度。但木星大气的平均温度约为零下一百四十度。

到目前为止发现了木星的卫星共三十九颗，其中木卫一离木星很近，平均距离约四十二万千米。木卫二是一颗比月球小，但密度和月球差不多，表面非常光滑被大量冰覆盖着的球体。木卫三是木星卫星中最大的，体积比水星还大。木卫四的表面布满了密密麻麻的陨石坑。木星家族的秘密还有很多，等待我们去探索……

木星是九大行星中最大的一颗，可称得上是“九星之王”了。按距离太阳由近及远的次序排第五颗。在天文学上，把木星这类巨大的行星称为“巨行星”。木星还是天空中最亮的星星之一，其亮度仅次于金星，比最亮的恒星天狼星还亮。

太阳系中磁圈最大的行星是木星。木星的磁力线是地球的两万倍。木星磁圈的尾部一直延伸到土星的轨道。木星尾长相当于太阳与地球间距离的五倍还多。就目前所知木星磁圈尾部可能是太阳系中最大的构造物。据观测，木星的尾呈腊肠状。木星的腊肠状尾巴，高低不平，波浪起伏。其高处表示太阳风的压力较低，其低处表示太阳风的压力较高。这反映太阳风作用于木星尾部的强度是时刻变化着的。因为太阳本身也在自转，其周期是二十七日。在自转的同时，所产生的太阳风也在不断变化。

木星之尾真是硕大无比。当一九八一年“旅行者”二号探查器接近土星时，正是木星的尾巴遮盖土星的时期，整个土星的磁圈全然埋没在木星的尾部之时，从土星发出的电波曾一度中断。

资料来源：摘录自互连网，谨供参考。