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木星:太阳系内最大的“情种”

时间:2016年07月05日 信息来源:科技日报-中国科技网 点击: 【字体:

“块头”大、自转快、磁场强、大红斑最有名、自带光环、卫星“情人”最多……

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作为太阳系内最特殊的气态巨行星,木星一直以来都勾起了人们的无限遐想。据美国国家航空航天局(NASA)消息,“朱诺”号木星探测器历经5年旅程,终于不辱使命,将于美国东部时间7月4日晚进入木星轨道,人类得以更近距离地与木星亲密接触。那么,木星究竟是一个什么样的存在,值得科学家们跨越数百年时间、跨越数亿万公里的空间,苦苦追寻呢?


“块头”最大


据NASA官网介绍,木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星,从内向外的第五颗行星。木星的赤道约为14.3万公里。木星如此大,太阳系内所有其他行星都能塞进木星里面,木星“大肚”能容超过1000颗行星。木星的质量是地球质量的318倍,是太阳系内所有其他行星质量总和的2.5倍。


木星距离太阳的平均距离是5.2个天文单位(1个天文单位为太阳与地球之间的距离,约为1.496亿千米),因此,其与太阳间的距离为地球与太阳之间距离的5倍多。当我们从地球上看时,它是夜空中亮度排第二的行星,排在“夜空中最亮行星”金星之后。


木星大气层由86%的氢气和14%的氦气组成。这颗行星的表面覆盖着厚厚的、棕黄色和白色相间的云层。


天文学家们将木星称为“失败的恒星”,但这一描述并不恰当。尽管有一点毋庸置疑:就像恒星一样,木星富含氢气和氦气,但木星的质量不足以在其内部触发核聚变反应。


 


自转最快 磁场最强


木星是太阳系内自转最快的行星。鉴于其大“块头”和傲视群雄的体重,木星的移动速度非常快。实际上,其自转速度为4.53万公里/小时(12.6公里/秒),一次自转只需10小时,因此,木星的一天只有10个小时。木星的轨道为椭圆或橄榄型,绕太阳旋转一次所需的时间是地球绕太阳旋转一次所需时间的12倍,因此,木星上的一年等于地球上的12年。


木星云层的温度约为零下145摄氏度。木星中央附近的温度非常高,核心温度约为2.4万摄氏度,比太阳表面还热。


如果一个人能站在木星大气层顶端,那么,它受到的引力约为在地球表面引力的2.4倍,因此,在地球上重100磅(约91斤)的人在木星上重达240磅(218斤)。


快速的旋转也助力木星获得了强大的磁场,木星拥有太阳系内最强大的磁场。在木星云层之下是一个巨大的液态金属氢组成的海洋。随着木星不断旋转,旋转的液态金属海洋制造出了这个强磁场,木星的磁场强度是地球磁场的2万多倍。


天文学家们认为,这一磁场会捕获源自木卫一上火山喷发的氧化硫粒子,这些氧化硫粒子与源自木星大气层的氢离子一起,在木星赤道面形成了一个磁层。


这一磁层与太阳风的交互作用会生成一个弓型冲击波,这是一个危险的辐射带,会破坏航天器。木星的四大卫星都在磁层内旋转,这会保护其远离太阳风的冲击,但是,也会使人们很难在这些卫星上建造前哨基地。


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大红斑最有名


木星最引人注目的特征是其大红斑,它是一种反气旋风暴,位于木星赤道的南部,直径为2.4万千米,高度为1.2万到1.4万千米。在大红斑最宽的点,风暴大约是地球直径的3.5倍,足以容纳2到3个地球直径大小的行星。


木星是一个多风的行星,风力从192英里(309公里)/小时到超过400英里(644公里)/小时。


大红斑据信已经存在了至少360多年,1665年,意大利天文学家乔凡尼?卡西尼发现了它的存在。到20世纪,天文学家们开始认为,大红斑是一种风暴,由木星的湍流和快速运动的大气层造成。“旅行者1号”探测器证实了这一理论,1979年3月,“旅行者1”号在掠过该行星时,观测到了大红斑。


然而,大红斑显然一直在萎缩,根据“卡西尼”号的观测,在17世纪时,大红斑的大小为4万千米,几乎为目前的2倍。天文学家们并不知道是否或何时它将完全消失,但他们确信,另一个大红斑可能会出现在木星的某个地方。


自带光环


当人们想到有环的天体系统时,土星首先印入脑海。但实际上,天王星和木星也有自己的环。木星是第三个被发现有环的行星,因为其环极其暗淡。1979年,NASA的“旅行者1号”航天器发现木星有三个小环——最内层是由光晕粒子组成的环;中间是相当明亮的主环;外部是一个轻薄的类似薄纱的环。


科学家们普遍认为,这些环可能由其陨石撞击木星的卫星时,卫星喷射出的物质组成。实际上,主环被认为由来自木卫十五和木卫十六的物质组成;而薄纱环的物质来自木卫十四和木卫五。


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肉眼可见


在大多数时候,木星不仅肉眼可见,还是全天第二亮星,在行星中仅次于金星,在所有天体中仅次于太阳、月亮和金星,居第四位,比太阳外的所有恒星都要亮得多。


不仅木星本身肉眼可见,在某些极端情况下,连木星的某些卫星都可以用肉眼看见。


“情人”最多(卫星最多)


目前,木星是太阳系拥有卫星数最多的行星,2012年2月23日科学家称发现了木星2颗新卫星,累计卫星达68颗。木星的英文名Juppiter(朱庇特)代表着古罗马神话中的众神之王,木星的卫星全部以朱庇特的情人命名。


按照距离木星的顺序,木星的四大“情人”分别为木卫一“依娥(lo)”、木卫二“欧罗巴(Europa)”、木卫三“伽倪墨得斯(Ganymede)”、木卫四 “卡利斯托(Callisto)”。这四颗卫星通常被称为“伽利略卫星”。伽利略发现,虽然木星在空中移动,但这些卫星仍环绕木星公转,从而得到支持哥白尼日心说的论据,即并非所有天体均环绕地球旋转。


木星最大的卫星是木卫三,它也是太阳系内最大的卫星,直径为5262千米。木卫三比水星还大,“块头”是火星的四分之三。木卫三是太阳系内唯一拥有自己磁场的卫星。木卫三和木卫四上有很多由冰块和岩石构成的环形山。


木卫一拥有很多活火山。这些火山产生了含硫的气体。木卫一橙黄色的表面很有可能由火山喷发出的硫组成。木卫二是“伽利略”卫星家族中最小的。木卫二的表面主要是水冰。冰下可能是水或冰组成的海洋,其含水量是地球的2倍。


(作者:刘霞)
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