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木星,為太陽系八大行星之一,距太陽(由近及遠)順序為第五,亦為太陽系體積最大、自轉最快的行星。古代中國稱之歲星,取其繞行天球一周為12年,與地支相同之故。西方語言一般稱之朱比特(拉丁語:Jupiter),源自羅馬神話中的眾神之王、相當於希臘神話中的宙斯。

1 木星 -概述

木星木星

木星在太陽系的八大行星中體積和質量最大,它有著極其巨大的質量,是其它七大行星總和的2.5倍還多,是地球的318倍,而體積則是地球的1,321倍。同時,木星還是太陽系中自轉最快的行星,所以木星並不是正球形的,而是兩極稍扁,赤道略鼓。木星是天空中第四亮的星星,僅次於太陽、月球和金星(在有的時候,木星會比火星稍暗,但有時卻要比金星還要亮)。木星主要由氫和氦組成,中心溫度估計高達30,500℃。

地形外觀

木星表面有紅、褐、白等五彩繽紛的條紋圖案,可以推測木星大氣中的風向是平行於赤道方向,因區域的不同而交互吹著西風及東風,是木星大氣的一向明顯特徵。大氣中含有極微的甲烷、乙烷之類的有機成份,而且有打雷現象,生成有機物的機率相當大。

表面環境

木星的成份絕大部分是氫和氦。木星離太陽比較遠,表面溫度低達攝氏零下150度,木星內部散放出來的熱,是它從太陽接受的熱的兩倍以上,所以如果木星只靠太陽的熱來加溫,表面溫度還會再低20度。

星體結構

木星的表面是由液態氫以及氦所組成的,在深入地心為液態的金屬氫,其核心為一個岩質的核,約有地球的兩倍大,十倍重。

木星擁有非常大的磁場,表面磁場的強度超過地球的10倍。木星的磁氣圈分佈圍比地球磁氣圈的圍大上100多倍,是太陽系中最大的磁氣圈。由於太陽風和磁氣圈的作用,木星也和地球一樣在極區有極光產生。

 

2 木星 -發現歷史

朱庇特及木星符號朱庇特及木星符號

木星是天空中第四亮的物體,早在史前木星就已被人類所知曉。根據伽利略1610年對木星四顆衛星:木衛一,木衛二,木衛三和木衛四(現常被稱作伽利略衛星)的觀察,它們是不以地球為中心運轉的第一個發現,也是贊同哥白尼的日心說的有關行星運動的主要依據.許多年來人們一直認為木衛三是1609年由伽利略通過他自製的望遠鏡發現的,連同木衛一、木衛二、木衛四被稱為伽利略衛星。

其實木衛三是中國戰國時代的天文學家甘德發現的,他著有《歲星經》和《天文星占》兩書,可惜均以失傳。唐朝天文學家瞿曇悉達編著的《開元占經》第二十三卷中有這樣的記載「甘氏曰:單閼之歲,攝提格在卯,歲星在子,與須女、虛、危晨出夕入,其狀甚大有光,若有小赤星附於其側,是謂同盟」。

甘德早在公元前346年發現了木衛三,比伽利略早了將近2000年。

在以後的幾個世紀中(至1950年代),人們又接連發現了12顆較大的衛星,使木星衛星的總數達到了16顆。直至1979年美國旅行者一號及1995年伽利略號等飛臨木星系的時候,又發現了許多更細小的、離木星更遠的天然衛星,使人類所知的木星系衛星總數達到66個,成為太陽系擁有最多天然衛星的行星,這數字還很有可能繼續增加。

3 木星 -特徵

物質
木星內部構造 

木星的大氣組成中,按分子數量來看,81%是氫氣,18%是氦氣,按質量則分別是75%和24%。只有約1%左右的其他氣體,其中包括甲烷、水蒸氣、氨氣等。這與太陽系的前身-原始太陽星雲的組成相近,但木星中較重元素的比例卻比原始太陽星雲多數倍。

 

光環
朱庇特及木星符號木星的光環

光環系統是太陽系巨行星的一個共同特徵,主要由細小的石塊和雪團等物質組成。和絢爛多姿的土星光環相比,木星的光環則顯得黯淡了很多,但也可以分成四圈。木星的光環很難觀測到,人類直到1979年旅行者一號飛臨木星系的時候才發現木星環的存在。

木星環約有6,500千米寬,但厚度不到10千米。由大量塵埃和黑色碎石組成。以7小時一個周期圍繞木星旋轉。

磁場

木星具有比地球強大得多的磁場,它的磁層向太陽相反方向可延伸達6億5千萬千米,甚至超過土星的軌道。而面向太陽

極光是在木衛三的磁氣圈產生的引力影響下形成的極光是在木衛三的磁氣圈產生的引力影響下形成的

方向也有數百萬千米厚。因此木星的衛星全都位於它的磁層之中,這或許正是造成埃歐表面許多活動的原因。類似地球的范艾倫輻射帶,伽利略號的大氣探測器在木星環與高層大氣之間新發現一個強幅射帶,比范愛倫輻射帶強10倍左右,其中有的高能氦離子。

跟地球一樣,木星的兩極也有極光,這有認為是從木衛一上火山噴發出的物質沿著木星的磁場線進入木星大氣而形成的。

能量

木星向外輻射能量,比起從太陽處收到的來說要多。木星內部很熱:內核處可能高達20,000開。該熱量的產量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的(行星的慢速重力壓縮)。(木星並不是像太陽那樣由核反應產生能量,它太小因而內部溫度不夠引起核反應的條件。)這些內部產生的熱量可能很大地引發了木星液體層的對流,並引起了我們所見到的雲頂的複雜移動過程。土星與海王星在這方面與木星類似,奇怪的是,天王星則不。木星與氣態行星所能達到的最大直徑一致。如果組成又有所增加,它將因重力而被壓縮,使得全球半徑只稍微增加一點兒。一顆恆星變大隻能是因為內部的熱源(核能)關係,但木星要變成恆星的話,質量起碼要再變大80倍。

大紅斑

木星表面有一個大紅斑,位於木星赤道南部,從東到西最長時有48000千米,最小時也有20000多千米,從北到南最長有14000千米,最短時也有11000千米,面積大約453250000平方千米,能容納三個地球。對於它是什麼目前仍有爭論,很多人認為它是一個永不停息的旋風,這個大紅斑是1665年由法國後裔的天文學家卡西尼發現,每6個地球日按逆時針方向旋轉一周,經常捲起高達8千米的雲塔。它時常改變顏色和形狀,但卻從來沒有完全消失過。

4 木星 -探索

為了探測太陽系外圍空間的物理情況,人類發射了4艘宇宙飛船,即「先驅者」 10號、 11號,「旅行者」 1號和2號。它們都肩負著美國宇航局的重大科學考察項目。

「先驅者10號」於1972年3月2日上午,一路上考察了行星際物質;1973年12月3日與木星會合,在離木星13萬公里處飛掠而過,探測到木星規模宏大的磁層,研究了木星大氣,送回300多幅木星雲層和木星衛星的彩色電視圖像。

「先驅者11號」飛船於1973年4月6日發射,1974年12月5日到達木星。它離木星表面最近時只有4.6萬公里,比「先驅者10號」近兩倍。送回有關木星磁場、輻射帶、重力、溫度、大氣結構以及4個大衛星的情況,並按地面指令調整航向,飛越在地面因視角不合適而難於觀測的木星南極地帶。「先驅者11號」在完成任務后,向著土星飛去。1977年8月20日和9月5日,美國又相繼發射了「旅行者1號」和「旅行者2號」飛船。這兩艘飛船在儀器設備方面比「先驅者」10號和11號先進。

「旅行者1號」於1979年3月飛臨木星,在3天之內探測了木星和4個伽利略衛星,以及木衛五,拍攝了數以千計的彩色照片,並進行了一系列科學考察。「旅行者2號」於1979年7月飛臨木星,對木星進行了考察。兩艘飛船在離開木星后,還要繼續探測土星、天王星和海王星,然後飛出太陽系,到茫茫的宇宙中去尋找知音。伽利略是世界第一架天文望遠鏡的發明者和 4顆木星衛星的發現者。

1989年,美國宇航局發射了以他的名字命名的一個木星探測器,預定在1995年12月飛抵木星。據說,它是迄今發射的最複雜、最先進的行星探測器。科學家賦予「伽利略」探測器三項使命:(1)探測木星大氣層,包括化學組成、同位素比例、木星大氣層垂直結構的輪廓圖;木星大氣層溫度、壓力輪廓圖;木星雲層的位置和結構;大氣輻射能的平衡;木星閃電的出現頻率及其特徵等資料。(2)木星的衛星情況,提供木星系形成與演化的研究資料。 (3)了解木星磁層結構的特徵。

5 木星 -傳說

古人把木星稱為「太歲」(或歲星一周天(實際是11.86年),並劃分周天為十二次,木星每年行經一次,都有特定的名稱,說太歲某一年在某一方,這一方就不能動土搞建築,否則觸犯了太歲,就會招來災禍。後來,人們把別人侵犯自己怒斥為「太歲頭上動土」,以顯示自己的威風。

這一說法早在宋朝就已有之。元末明初施耐庵《水滸傳》第二回就曾提到過:朱武和陳達、楊春在少華山落草之後,為了打劫錢糧供山寨使用,預備與官軍對敵。朱、楊要打蒲城縣,陳達不聽朱、楊的勸告,堅持要從史進所住的史家村借條路去打華陰縣。路經史家村時,史進召集眾莊客截住道路,對陳達喝道:「你也須有耳朵,好大膽,直來太歲頭上動土。」敢這樣說的當然就是有來頭的人,書中所講的陳達的確不是史進的對手,結果被史進擒獲。

6 木星 -其他

或被小行星撞擊

2012年9月11日,木星上突然出現的一道閃光引起天文學家的關注,這一閃光可能意味著木星再次遭受了一次撞擊事件。9月12日有關此次撞擊事件的報道開始陸續出現,對這一事件的描述和2009年以及2010年時的撞擊目擊報告有相似之處。當時的驗證做法是立即展開對木星雲層頂部的監視,尋找由於撞擊而留下的「疤痕」。一旦找到這樣的「疤痕」,這將是一顆小行星或彗星在木星巨大的引力拖拽下撞擊了木星的確鑿證據。木星承受的這些撞擊事實上可能保護了地球免於遭受同樣的撞擊。

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