太阳系中最大的行星 木星介绍

太阳系中最大的行星 木星介绍 木星是太阳系九大行星中最大的一颗，按离太阳由近到远的次序，它排第五。木星是夜空中最亮的几颗星之一，仅次于金星，通常比火星亮(除火星冲日时以外)，有时比最亮的恒星天狼星还亮。中国古代称木星为岁星，并用它来纪年。当时人们认识到木星约十二年运行一周天，便把周天分为十二分，称为十二次，木星每年行经一次，就用木星所在星次来纪年(也就是说，木星约12年绕太阳一周，在地球上看起来，这12年中每年的同一个时刻，木星在夜空中的位置是不同的。12年后再重复原来的位置。)这种纪年法被称为岁星纪年法。木星的赤道半径为71400公里，为地球的11.2倍;体积超过地球的1500多倍;质量是地球的318倍，是太阳系所有其他行星总质量的两倍半。如此庞大的木星平均密度却相当低，只有1.33克/立方厘米(地球平均密度为5.25克/立方厘米)。木星有十六颗卫星。1979年3月，美国“旅行者”1号发现木星周围有环，这样，木星成为太阳系中除土星和天王星外第三个有环的行星。 木星在椭圆轨道上绕太阳运行，与太阳的平均距离是7.78亿公里。它在近日点时同太阳的距离比在远日点约近 7480万公里。木星绕太阳一圈的时间是11.86年。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。快速自转使木星形状变扁，为中腰鼓起的椭圆形，借助望远镜，也能看出木星的视圆面呈扁圆状。由于木星离太阳遥远，木星表面温度比地球表面低得多，宇宙飞船测得的温度为零下148摄氏度。木星没有固体表面而是一个流体行星，木星的主要成分是氢和氦，其比例类似太阳大气。而在木星中心则有一个主要由铁和硅构成的固体核,那里的温度可达3万摄氏度。这个核心称木星核。核的外面是以氢为主要元素组成的厚层，称为木星幔。它又可分为两层。第一层中估计压力为 300万个大气压，温度为11000摄氏度，氢处于液态金属氢状态，其中分子离解为独立的原子，形成导电的流体。这一层从核向外延伸到46000公里处。第二层延伸到70000公里处，被认为是由液态分子氢构成。大气在这层之上再延伸1000公里，直到云顶。 木星有浓密的大气。木星很快的旋转速度带动它的大气层顶端的云层，以每小时约35400公里的速度旋转，在这样的速度下，云层被拉成条状云带。用望远镜观测木星，可以看到一系列与赤道平行的明暗交替分布的云带。云带的结构十分复杂，而且激烈运动着。木星大 气中风速甚至达到每小时500公里。 虽然木星表面的大多数特征变化不定，但有些特征仍具有持久性和半持久性,甚至持续几 十年到几百年,只是能见度时高时低。其中最显著最持久的特征要算大红斑了。1610年，意大 利天文学家伽利略用自制的望远镜首次发现木星上有一个大红斑。它的颜色明亮而鲜艳，位于木星赤道南侧。1878年，大红斑以鲜明的颜色引人注意，从此就有了连续的观测。大红斑在经度方向有漂移运动，因而它肯定不是一种固态的表面特征。近400多年来，大红斑的形状几乎没有变化，大小和颜色却经常变幻。长度最长时达到4万公里，至少也有1万多公里，一般保持在2万公里，宽度变化不大，约1.1万公里。大红斑中放入一个地球绰绰有余。大红斑颜色有时鲜红，有时略带棕色或淡玫瑰色。当它的位置在东西方向上时会有漂移。木星探测器探明:大红斑原来是木星大气云层中的一个大旋涡，其中飘浮着五颜六色的云，有棕红色的、棕黄色的、橙色的、白色的，它们主要由红磷化合物构成，而且不停地激烈运动。科学家认为这是木星大气层中的带电粒子，在木星旋转磁场作用下的螺旋运动中形成的猛烈风暴。从木星的外面看去,它是一个强大的旋涡，或是一团激烈上升的气流。旋涡或气流中含有红磷化合物，红斑的颜色可能就是由此产生的。 从“旅行者” 1号发回的照片看来，红斑呈深橙色，象一团巨大的旋风，逆时针方向转动。木星大气既密且厚，所以大红斑寿命很长。除大红斑外，木星上还有一些较小的红斑。1972年地面观测发现木星的北半球出现一个小红斑。十几个月后，“先驱者”10号飞掠木星时发现其形状和大小已同大红斑相近。再过一年,“先驱者”11号经过木星时,这个红斑已经杳无踪影。看来，这个小红斑大约存在两年光景。 木星大气中存在着大规模的环流和小规模的运动。木星云带和红斑的长期存在表明，木星大气中的运动与我们所熟悉的地球大气运动截然不同。一个值得注意的事实是，在两极和赤道之间热通量是均匀分布的。从太阳输入的热量主要集中在低纬度地区，因此内热释放必定起着很重要的补充作用。从木星接受的太阳辐射计算，它表面的有效温度的理论值应为105K，但地面观测值是134K,行星际探测器测得的值为125K,都比理论值高。对木星进行红外观测也表明，木星辐射的热能为它从太阳那里接收到的热能的两倍。这些都说明木星内部存在热源。它的热能可能是木星形成时由引力势能转变而来的，由液氢的大规模对流传递到表面上。 已知木星大气中氦的含量是氢的10,。对木星的光谱研究得知，氨和甲烷的含量比例同太阳大气中相似。“旅行者” 1号在木星大气中发现了碳、氧和少量的铁，还发现了大量的硫在木星大气中逸散。在木星的背阳面，发现了三万公里长的极光，这表明木星大气受到很多高能粒子的轰击。木星的云带被木星的自转拉长，在木星的厚大气中升降着,行星际探测器的红外线观测表明,暗的带纹是较低、较热的云区，亮带则是较高、较冷的云区。当然,不论带或带纹都是冷的。带的温度是130K,带纹温度是136K。 木星云为什么如此绚丽多采,这涉及大气的化学成分。从光谱分析证认出木星大气中含有五种物质:氢、氦、氨、甲烷和水，还推断出有氢的硫化物存在，这些都是无色的。云带出现颜色，必定有其他着色物质，如硫化铵、硫化氢铵以及各种有机化合物和复杂的无机聚合物。“旅行者”1号还在木星云层上面发现了闪电,这表明那里可能有相当复杂的碳氢化合物的分子。 木星具有比地球更大更强的磁场，但是场的方向正好与地磁场相反。这就是说，地球上指北的罗盘搬到木星上将指向南方。 木星早期演化理论和太阳系起源理论十分相似。木星和它的卫星系统很像一个小太阳系，它的中心天体(木星)和太阳系中心天体(太阳)一样，有丰富的氢元素，而且自身也发出热辐射。它的四个大卫星(木卫一至木卫四)同太阳系中的行星一样，密度也随着离中心天体的距离而减少。 有科学家指出，木星系统是45亿年前由一团与太阳成分相同的、炽热的原始对流气体星云形成的，这块星云较扁，处于转动状态，并开始向中心坍缩。同时星云盘逐渐消散，木星的几个内卫星开始形成。它们现在的密度差别反映出离中心不同距离处星云盘的温度。木星系的演化和太阳系起源虽然十分相似，但仍有重大差别。例如，太阳自转缓慢，极大部分太阳系角动量集中在行星上，但在木星系统中情形正好相反。 长期以来，人们用可见光、红外线和射电波仔细地研究这个星球,近年来,美国“先驱者”10号和11号，尤其是伽利略木星探测器对木星的探索，大大加深了人们对它的认识。