[mù xīng]

木星

(太阳系八大行星之一)

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木星是太阳系八大行星之一,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,但为太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。木星与土星天王星海王星皆属气体行星,因此四者又合称类木行星。2012年2月23日科学家称发现木星2颗新卫星,累计卫星达68颗。
木星为一个气体行星。气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度随深度的变大而不断加大(我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径)。我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高。
木星主要由组成,它是由86%的氢和14%的氦组成的,中心温度估计高达30500℃。木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大,它有着极其巨大的质量,比其它七大行星总和的2.5倍还多,是地球的317.89倍,而体积则是地球的1316倍,西方人古代一般称之朱庇特,古代中国称之岁星太岁
木星主要由氢组成,其次为氦,占总质量的25%,岩核则含有其他较重的元素。形状:由于自转快速而呈现扁球体赤道附近有略微但明显可见的凸起)。外大气层明确依纬度分为多个带域,各带域相接的边际容易出现乱流和风暴。最显著的例子是大红斑,最早在17世纪时人们便以望远镜首度发现它的存在。环绕着行星的是松弱的行星环系统和强大的磁层。木星至少有63个卫星,其中有4个主要卫星,它们是1610年由伽利略发现,合称伽利略卫星,它的卫星中体积最大的木卫三直径甚至大于水星。
中文名
木星
外文名
Jupiter
别 称
朱庇特
分 类
行星
发现者
伽利略
发现时间
1610年
质 量
1.90×10^27千克
平均密度
1.326g/cm3,
直 径
142987千米
表面温度
-168℃
逃逸速度
60.2㎞/s
视星等
-2.9
自转周期
9小时50分30秒
半长轴
5.20336301AU
公转周期
11.86年
轨道倾角
1.30530度
升交点经度
100.55615度
偏心率
0.048912
注 音
mù xīng
注 音
ㄇㄨˋ ㄒㄧㄥ

结构组成 编辑

古代中国:岁星,太岁。古代西方:朱庇特
木星是一个巨大的液态氢星体。随着深度的增加千米处,液态氢在高压和高温形成。据推测,木星的中心是一个含硅酸盐等物质组成的核区,物质组成与密度呈连续过渡。
木星是四个气体行星(又称类木行星)中的一个:即不以固体物质为主要组成的行星,它是太阳系中体积最大的行星,赤道直径为142984千米。木星的密度为1.326 g/cm3,在气体行星中排行第二,但远低于其他四个类地行星
木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88–92%的氢和约8–12%的氦所组成(见方表)。由于氦原子的质量是氢原子的四倍,探讨木星的质量组成时比例会有所改变:大气层中氢和氦分别占了总质量的75%及24%,余的1%为其他元素,包括微量的甲烷、水蒸气以及的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷硫化氢磷化氢、硫等物质。大气最外层有冷冻的氨的晶体。木星上也透过红外线及紫外线测量发现微量的存在。
木星大气层中氢和氦的比例非常接近原始太阳星云的理论组成,然而,木星大气中的惰性气体是的2-3倍高层大气中的氖只占了总质量的20%,约为太阳比例的10%,氦也几乎耗尽,但仍中氦的比例的80%。这个差距可能是由于元素降水至行星内部所造成。
光谱学分析而言,土星被认为和木星的组成最为相似,但另外的气体行星、天王星海王星相较之下所含氢和氦的比例较低然而,由于没有太空船实际深入大气层的分析,除了木星之外的行星至今仍没有重元素数量的精确数据,
木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大,它有着极其巨大的质量,是其它七大行星总和的2.5倍还多,是地球的317.89倍,而体积则是地球的1316倍。按照与太阳的距离由近到远排,木星位列第五。同时,木星还是太阳系中自转最快的行星自转一周只需要9小时50分30秒,所以木星并不是正球形的,而是两极扁,赤道鼓的三轴不等椭球体,扁平显著。木星是天空中第四亮的星星,仅次于太阳、月球和金星(在有的时候,木星会比火星稍暗,但有时却要比金星还要亮),因为木星体积巨大,反射太阳光的能力也强。木星主要由组成,其中氢元素含量是75%,氦元素含量是24%,其他仅为1%,中心温度估计高达30500℃。[1]
木星表面有一个大红斑,位于木星赤道南部。从东到西最长时有4.8万千米最小的时候也有两万多千米;从北到南最长有1.4万千米,最短时也有1.1万千米,面积大约453250000㎞2,能容纳三个地球。对于它是什么仍有争论,很多人认为它是一个永不停息的旋风,这个大红斑是1665年由法国后裔的天文学家美丝牛奴卡西尼发现,每6个地球日按逆时针方向旋转一周。经常卷起高达8千米的云塔。它时常改变颜色和形状,但却从来没有完全消失过。
木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星,它们连同木星一起组成了木星系它们像一串珍珠似地围绕着主宰它们的天神--木星旋转着。
1610年1月,伽利略发现木星的最亮4颗卫星。由此它们被命名为伽利略卫星。它们环绕在离木星40~190万千米的轨道带上,由内而外依次是伊奥、欧罗巴、嘉里美和卡利斯托,它们分别被简称为木卫一木卫二木卫三木卫四

星体特性 美丝牛奴编辑

基本参数

自转周期
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。
直径
142800 千米(美丝牛奴赤道),133800千米(两极)
质量
1.90×10^27千克
平均密度
1.33g/㎝3
核心密度
1600Kg/立方米
表面重力加速度
美丝牛奴
23.12 米每二次方秒
质量(与地球比)
317.89倍
体积(与地球比)
1316倍
表层温度
其表面有效温度值为-168℃,而地球观测值为-139℃。
半长轴(AU)
5.20336301
轨道倾角(度)
1.30530
升交点经度(度)
100.55615
近日点经度(度)
14.75385
会合周期(天)
美丝牛奴
398.88
平均轨道速度(公里)
13.07
距离主恒星
8.1662×108千米
7.4052×108千米
轨道偏心率
0.0483
表面积
6.21796×1010千米2

气态行星

木星是一个气体行星。气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大(我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径)。我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高。
木星图像
木星图像 (29张)
木星由90%的和10%的(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成。木星的大气层很浓厚,厚度达3000千米,在大气层之下有一层厚达2.7万公里的液态氢层,再下面是金属氢,这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似。土星有一个类似的组成,也是一层浓密的大气层,大气层下有一层厚达2.6万㎞的液态氢层,再下面也是金属氢。但天王星海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了。 [1]

内核

木星可能有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量。内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是)液态金属氢由离子化的质子与电子组成(类似于太阳的内部,不过温度低多了)在木星内部的温度压强下氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者
木星各类图片
木星各类图片 (22张)
与根源,木星的磁场强度大约10高斯,比地球大10倍。同样在这一层也可能含有一些和微量的冰木星还是天空中已知的最强的射电源之一。
最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成,它们在内部是液体,而在较外部则气体化了,我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处。水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿。
云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰,氨水硫化物和冰水混合物。然而来自伽利略号的证明的初步结果表明云层中这些物质极其稀少(一个仪器看来已检测了最外层,另一个同时可能已检测了第二外层 )。但这次证明的地表位置十分不同寻常--基于地球的望远镜观察及更多的来自伽利略号轨道飞船的观察提示这次证明所选的区域很可能是木星表面最温暖又是云层最少的地区。
来自伽利略号的大气层数据同样证明那里的水比预计的少得多,那时预计木星大气所包含的氧是太阳的两倍(算上充足的氢来生成水),但实际集中的比太阳要少。另外一个惊人的消息是大气外层的高温和它的密度。[1]
木星向外辐射能量,比起从太阳处收到的来说要多。木星内部很热:内核处可能高达20000℃。该热量的产量是由开尔文-赫尔姆霍兹原理生成的(行星的慢速重力压缩)。(木星并不是像太阳那样由核反应产生能量,它太小因而内部温度不够引起核反应的条件。)这些内部产生的热量可能很大地引发了木星液体层的对流,并引起了我们所见到的云顶的复杂移动过程。土星与海王星在这方面与木星类似,奇怪的是,天王星则不。
木星与气态行星所能达到的最大直径一致。如果组成又有所增加,它将因重力而被压缩,使得全球半径只稍微增加一点儿。一颗恒星变大只能是因为内部的热源(核能)关系,但木星要变成恒星的话,质量起码要再变大80倍。

表面飓风

木星和其他气态行星表面有高速飓风,风速达每小时400千米,并被限制在狭小的纬度范围内,在接近纬度的风吹的方向又与其相反。这些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带,支配着行星的外貌。光亮的表面带被称作区(zones),暗的叫作带( belts)。这些木星上的带子很早就被人们知道了,但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次发现。伽利略号飞船发回的数据表明表面风速比预料的快得多( 大于400英里每小时)并延伸到根所能观察到的一样深的地方,大约向内延伸有数千千米。木星的大气层也被发现相当紊乱,这表明由于它内部的热量使得飓风在大部分急速运动,不像地球只从太阳处获取热量。
木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的,可能
木星 木星
其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤纷的视觉效果,但是其详情仍无法知晓。
色彩的变化与云层的高度有关:最低处为蓝色,跟着是棕色与白色最高处 为红色。我们通过高处云层的洞才能看到低处的云层。
木星表面的大红斑早在300年前就被地球上的观察所知晓(这个发现常归功于卡西尼,或是17世纪的Robert Hooke)大红斑是个长25000千米跨度12000千米的椭圆,足以容纳两个地球。其他较小一些的斑点也已被看到了数十年了红外线的观察,加上对它自转趋势的推导显示大红斑是一个高压区,那里的云层顶端比周围地区特别高,也特别冷。类似的情况在土星海王星上也有,人类还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间。

表面磁场

宇宙飞船发回的考察结果表明,木星有较强的磁场,表面磁场强度达3-14高斯,比地球表面磁场强得多 (地球表面磁场强度只有0.3-0.8高斯) 木星磁场和地球的一样是偶极的,磁轴和自转轴之间有10°8′的倾角。木星的正磁极指的不是北极而是南极,这与地球的情况正好相反。由于木星磁场与太阳风的相互作用,形成了木星磁层。木星磁层的范围大而且结构复杂,在距离木星140-700万公里之间的巨大空间都是木星的磁层;而地球的磁层只在距地心5~7万公里的范围内。木星的四个大卫星都被木星的磁层所屏蔽,使之免遭太阳风的袭击。地球周围有条称为范艾伦带的辐射带,木星周围也有这样的辐射带。美国的“旅行者1号”还发现木星背向太阳的一面有3万公里长的北极光。1981年初,当“旅行者2号”早已离开木星磁层飞奔土星的途中,曾再次受到木星磁场的影响。由此看来,木星磁尾至少拖长到了6000万公里以外的土星的轨道上。
木星的磁气圈分布范围比地球磁气圈的范围大上100多倍,是太阳系中最大的磁气圈由于太阳风和磁气圈的作用木星也和地球一样在极区有极光产生,强度约为地球的100倍。

大气层

木星的大气组成中,按分子数量来看,81%是氢气,18%是氦气,按质量则分别是75%和24%。只有约1%左右的其他气体,其中包括甲烷、水蒸气、氨气等。这与太阳系的前身-原始太阳星云的组成相近,但木星中较重元素的比例却比原始太阳星云多数倍。同为气体行星的土星也是类似的组成,但天王星海王星中的氢和氦就少得多。
由于木星快速的自转,木星的大气显得非常地“焦躁不安”。木星的大气其实是一个复杂多变的天气系统,木星云层的图案每时每刻都在变化。我们在木星表面可以看到大大小小的风暴,其中最著名的风暴是“大红斑”。这是一个朝着逆时针方向旋转的古老风暴,它早在300多年前就被人类发现了,一般认为是17世纪卡西尼罗伯特·胡克发现的也就是说,这个巨大的风暴已经在木星大气层中存在了几百年。大红斑有三个地球那么大,其外围的云系每四到六天即运动一周,风暴中央的云系运动速度稍慢且方向不定。因而云带之间常形成小风暴,并合并成为较大型风暴;2000年,天文学家透过哈勃望远镜发现大红斑以南形成一个小白斑,跟大红斑相同之颜色已有大红斑的一半大小,在木星自转中随大红斑之后。两红斑每两年擦身而过一次。2006年7月两红斑擦身而过;但没有正面冲突,使得大红斑“吃掉”小红斑。有科学家预计未来将有可能发生两红斑合并的状况。
由于木星的大气运动剧烈,致使木星上也有与地球上类似的高空闪电。
木星有一层厚而浓密的大气层,大气的主要成分是氢,占80%以上,其次是氦,约占18%,其余还有甲烷、氨、碳、氧和水汽等,总含量不足1%。由于木星有较强的内部能源,致使其赤道与两极温差不大,不超过3℃,因此木星上南北风很小,主要是东西风,最大风速达130~150米/秒。木星大气中充满了稠密活跃的云系。各种颜色的云层像波浪一样在激烈翻腾着。在木星大气中还观测到有闪电和雷暴。由于木星的快速自转,因此能在它的大气中观测到与赤道平行的、明暗交替的带纹其中的亮带是向上运动的区域,暗纹则是较低和较暗的云。
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。
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。
木星的大红斑位于南纬23°处,东西长4万公里,南北宽1.3万公里。探测器发现,大红斑是一团激烈上升的气流呈深褐色。这个彩色的气旋以逆时针方向转动。在大红斑中心部分有个小颗粒,是大红斑的核,其大小约几百公里。这个核在周围的反时针漩涡运动中维持不动。大红斑的寿命很长,可维持几百年或更长久大红斑的豔丽红色令人印象深刻,颜色似乎来自红磷。
由于木星离太阳平均距离为7.78亿公里,因此木星的表面温度比地球表面温度低得多。从木星接受太阳辐射计算其表面有效温度值为-168℃,而地球观测值为-139℃,“先驱者11号”宇宙飞船的探测值为-148℃,仍比计算值高这也说明木星有内部热源。
“ 先驱者号”探测器对木星考察的结果。表明,木星没有固体表面,木星是一个流体行星。主要是氢和氦木星的内部分为木星核和木星幔两层,木星核位于木星中心,主要由铁和硅构成,是固体核,温度达3万K。木星幔位于木星核外以氢为主要元素组成的厚层,其厚度约为7万公里。木幔外就是木星大气再向外延伸1000公里就到云顶。

大红斑

木星表面的大多数特征变化倏忽,但也有些标记具有持久和半持久的特征,其中最显著最持久,也是人们最熟悉的特征要算大红斑了
木星大红斑
木星大红斑 (40张)
大红斑是位于赤道南侧、长达2万多公里、宽约1.1万公里的一个红色卵形区域。从17世纪中叶,人们就开始对它进行时断时续的观测,1879年以后开始对它进行连续的记录,并发现它在1879~1882年,1893~1894年,1903~1907年,1911~1914年,1919~1920年,1926~1927年,特别是在1936~1937年,1961~1968年,以及1973~1974年这些年代中,变得显眼和色彩艳丽,在其他时间显得暗淡,只略微带红有时只有红斑的轮廓。
大红斑是个什么结构?为什么是红色的?如何能持续这么长的时间?要了解这些问题,仅凭地面观测实在是无能为力的。
按照科学家雷蒙·哈依德的理论,大红斑是位于其下面的某种像山一类的永久特征所造成的大气扰动。但是“先驱者”发现木星表面是流体,完全排除了木星外层具有固态结构表面的可能性,上述理论也就是自然被抛弃了。
旅行者1号”发回的照片使人清晰地看到,大红斑宛如一个以逆时针方向旋转的巨大漩涡,其浩瀚宽阔足以容纳好几个地球。从照片上还可以分辨出一些环状结构。仔细研究后,科学家们认为,在木星的表面覆盖着厚厚的云层大红斑是耸立于高空、嵌在云层中的强大旋风,或是一团激烈上升的气流所形成的。
在木星上,类似大红斑的特征还有一些。譬如,在大红斑的偏南处,有3个白色卵形结构,它们首次出现于1938年。另外,1972年,地面观测发现木星的北半球上出现一个小红斑,18个月以后“先驱者10号”到达木星时,发现其形状和大小几乎同大红斑相似。再过一年,“先驱者 11号”经过木星时,这个红斑竟踪迹皆无,看来这个红斑只存在了两年左右。
木星上的斑状结构一般持续几个月或几年,它们的共同特点是在北半球作顺时针方向旋转,在南半球作逆时针旋转气流从中心缓慢地涌出,然后在边缘沉降,遂形成椭圆形状。它们相当于地球上的风暴,不过规模要大得多持续时间也长得多。
木星云的绚丽多彩,证明木星大气有着十分活跃的化学反应。在探测器拍摄的照片上,可以看到木星大气明暗交错的云带图形。从南极区到北极区依稀可辨17个云区或云带。它们的颜色、亮度均不相同,也许是氨晶体所组成;褐色云带的云层要深些,温度稍高,因而大气向下流动;蓝色部分则显然是顶端云层中的宽洞,通过这些空隙方可看到晴朗的天空。蓝云的温度最高,红云的温度最低。据判断,大红斑是一个很冷的结构。令人不解的是如果按平衡状态而言,所有的云彩都应该是白色的,只有当化学平衡被破坏后,才会出现不同的颜色那么是什么破坏了化学平衡呢?科学家们推测,可能是荷电粒子、高能光子、闪电,或是沿垂直方向穿过不同温度区域的快速物质运动。
大红斑的橙红色一直使人困惑不解。有人认为是大红斑中上升气流形成的云中放电现象。为此,美国马里兰大学的一位名叫波南贝罗麦的博士做了一个有趣的实验。他在一只长颈瓶中放上木星大气中存在的一些气体,如甲烷、氨、氢等,对这些气体施加电火花作用,结果发现原先无色的气体变成云状物,一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上这个实验为人们解开大红斑颜色之谜似乎提供了某种有益的启示。相当一部分天文学家认为,磷化物可以说明大红斑的颜色。
自从卡西尼发现大红斑以来,到今天已有300多年了,它为什么能持续如此长的时间呢?有人认为木星的大气又密又厚是大红斑长寿的主要原因,但这只是一种猜测。
大红斑和木星上其他卵形结构的长寿,主要包含两个问题:一个是这些斑状结构必须是稳定的,不然它们只能存在几天;另一个就是能源问题,一个稳定涡流如果没有能源维持,很快就会下沉。
木星大红斑每小时时速可达400千米,而地球上的龙卷风最高时速连它的3/4都达不到,而且持续时间与木星大红斑大小都比地球龙卷风长和大。至于这是为什么至今仍是个迷。
美国宇航局通过一系列观测发现木星大红斑正处于缩小状态,未来的时间里可能变得更小。早在1800年人们就对木星大红斑进行了观测,估计直径大约为40000公里,美国宇航局1979年和1980年观测其直径变为22500公里,而NASA的观测发现木星的大红斑直径大约为16100公里,红斑直径变得越来越小。
木星的大红斑其实是一个巨大的超级风暴,可以容纳下三至四个地球,自望远镜发明以来人们就对木星等天体进行观测,这也是太阳系中最大的超级风暴,外部出现深红色,并镶嵌着淡黄色、橙色和白色结构。图中显示的为木星2014年的大红斑,在1995年、2009年以及2014拍摄的木星大红斑,我们可以明显看出其大小正在变小,风暴的速度在每小时数百英里,其规模在太阳系中堪称一绝。
对于大红斑为什么会出现变小的趋势,科学家仍然还不得而知,根据最新的估计,其大小可能缩小了1000公里,大约为621英里,来自美国宇航局戈达德空间飞行中心的科学家艾米·西蒙认为大红斑外围风圈的缩小可能与内部的小型涡流有关,其实这些小涡流是大红斑的组成部分,如果外部结构变小,说明其内部的涡流受到了某种因素的干扰,后续的调查计划将围绕着木星大气层内发生变化为主,探索为什么风暴能量会出现减弱,导致大红斑萎缩。
  除了旅行者探测器曾经对木星进行调查外,美国宇航局的卡西尼探测器也拍摄到木星上的大红斑,从2012年开始,业余观测者也对木星的大红斑进行调查,他们也发现大红斑出现了缩小的迹象,其年变化速率大概在500英里左右,这说明大红斑的内动力仍然较强,但出现了能量减少的迹象,可能与木星大气层中发生的某些事件有关联。[2]

木星环

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。
木星环比土星暗( 反照率为0.05 )它们由许多粒状的岩石质材料组成。过去有人猜测,在木星附近有一个尘埃层或环,但一直未能证实。1979年3月,“旅行者1号”考察木星时,拍摄到木星环的照片,不久,“旅行者2号”又获得了木星环的更多情况,终于证实木星也有光环。木星光环的形状像个薄圆盘,其厚度约为30公里,宽度约为9400公里,离木星12.8万公里。光环分为内环和外环,外环较亮,内环较暗几乎与木星大气层相接。光环的光谱型为G型,光环也环绕着木星公转,7小时转一圈。木星光环是由许多黑色碎石块构成的,石块直径在数十米到数百米之间。由于黑石块不反射太阳光,因而长期以来一直未被我们发现。
木星的两极有极光,这似乎是从木卫一上火山喷发出的物质沿着木星的引力线进入木星大气而形成的。木星有光环,光环系统是太阳系巨行星的一个共同特征,主要由黑色碎石块和雪团等物质组成。木星的光环很难观测到它没有土星那么显著壮观,但也可以分成四圈。木星环约有9400公里宽,但厚度不到30公里,光环绕木星旋转一周 需要大约7小时。
木星有一个同土星般的环,不过又小又微弱。它们的发现纯属意料之外,只是由于两个旅行者1号的科学家一再坚持航行10亿千米后,应该去看一下是否有光环存在。其他人都认为发现光环的可能性为零,但事实上它们是存在的。这两个科学家想出的真是一条妙计啊。它们后来被地面上的望远镜拍了照。
木星光环中的粒子可能并不是稳定地存在(由大气层和磁场的作用)。这样一来,如果光环要保持形状,它们需被不停地补充。两颗处在光环中公转的小卫星:木卫十六木卫十七,显而易见是光环资源的最佳候选。
伽利略号飞行器对木星大气的探测发现在木星光环和最外层大气层之间另存在了一个强辐射带,大致相当于电离层辐射带的十倍强。惊人的是,新发现的带中含有来自不知何方的高能量氦离子。
1979年3月,“旅行者一号”探测器穿越木星赤道平面时,在离地球6亿千米处发回大量的珍贵照片。出乎人们所料发现木星和土星一样也拥有光环。4个月后,旅行者2号探测器飞临木星证实了这个结论。
木星光环和土星光环有很大不同。木星光环是弥散透明的,由亮环、暗环和晕三部分组成。亮环在暗环的外边晕为一层极薄的尘云,将亮环和暗环整个包围起来。木星环是由大量的尘埃和黑色的碎石组成,不反光,肉眼无法看到以周期为7小时左右的速度围绕木星旋转。暗淡单薄的木星环套在庞大的木星身躯上,发现它确实是极不容易的。
木星的带纹
木星在众行星中有着突出的特点:质量大、体积大。它的质量是太阳系中其它8颗行星加在一起的二倍半,相当于地球的1316倍,如果把地球和木星放在一起,就如同芝麻和西瓜之比一样悬殊。
木星虽然巨大无比,但它的自转速度却是太阳系中最快的。自转周期为9小时50分30秒。如此快速的自转周期在木星表面造成了极其复杂的花纹图案,促使气流与赤道平行,产生了巨大的离心力,两极相对扁平,赤道隆起并出现与赤道平行的云带。木星的云带可分为好几层,云带的颜色和温度不同,有明暗带的区分亮区的云层由氨冰组成,颜色鲜明,叫做带;暗区的云层由氨化物组成,叫做带纹。氨化物有各种颜色:白色、橙色、褐色但大部分是红棕色。

木星极光

木星远紫外线喷射最新观测显示,明亮的木星极光爆发很可能是由行星-卫星交互作用产生的,而不是受太阳活动性影响。研究小组指出,木星极光喷射揭示能量通过木星大磁气圈传输和消散,然而主要的极光喷射是恒稳态行星旋转的内部驱动,短暂的明亮发光通常被认为是外部太阳风受压引发。Hisaki探测器和哈勃望远镜提供的证据表明,最新观测到的明亮木星极光实际上是内部驱动所致。强烈喷射从木星极冠区域延伸至木卫一极光迹象附近的纬度,暗示着通过内部等离子循环过程,能量快速进入木星极地区域。
木星观测者知道这颗巨大行星经常出现极光,比地球极光明亮数千倍,并且覆盖范围是地球面积数倍,通常他们认为木星极光是太阳带电粒子与木星磁场发生碰撞所产生的,也可能是由于木星和它的卫星单独交互作用所致。
但是这些极光耀眼明亮周期类似于地球极光,没有人能够明确跟踪分析究竟是哪一种原因导致的。木星和木卫一交互作用产生的极光现象,木卫一表面火山释放带电离子和电子云,进入木星周边弥漫强磁场的区域,这里的磁场是地球磁场强度的数千倍。
伴随着木星快速旋转,木星磁场旋转作用下牵引木卫一物质环绕其周围,导致木星极地出现强电场。这种加速离子和电子产生强极光现象,几乎照亮了电磁波谱所有部分,但不包括紫外线、X射线高能波谱带。[3]

卫星家族 编辑

木星是人类迄今为止发现的天然卫星最多的行星,已发现68颗卫星。木星运动正逐渐地变缓。同样相同的引潮力也改变了卫星的轨道,使它们慢慢地逐渐远离木星。木卫一木卫二木卫三由引潮力影响而使公转共动关系固定为1:2:4,并共同变化。木卫四也是这其中一个部分,在未来的数亿年里,木卫四也将被锁定,以木卫三的两倍公转周期,以木卫一的八倍来运行。木星的卫星由宙斯一生中所接触过的人来命名(大多是他的情人)。
卫星
距离
(千米)
半径
(千米)
质量
(千克)
发现者
发现日期
422000
1815
8.94e22
1610
671000
1569
4.80e22
1610
1070000
2631
1.48e23
1610
1883000
2400
1.08e23
1610
木卫五181000987.17e18Barnard1892
11480000
93
9.56e18
Perrine
1904
木卫七11737000387.77e17Perrine1905
木卫八23500000251.91e17Melotte1908
木卫九23700000187.77e16Nicholson1914
11720000
18
7.77e16
Nicholson
1938
木卫十一22600000209.56e16Nicholson1938
21200000
15
3.82e16
Nicholson
1951
木卫十三1109400085.68e15Kowal1974
木卫十四222000507.77e17Synnott1979
木卫十五129000101.91e16Jewitt1979
木卫十六128000209.56e16Synnott1979
待添加
木卫一、木卫二、木卫三、木卫四于1610年由伽利略发现,称为伽利略卫星。1892年巴纳德用望远镜发现了木卫五其他卫星都是1904年以后用照相方法陆续发现的。“旅行者号”飞船于1979年发现了木卫十四,1980年又先后发现木卫十五和木卫十六。除四个伽利略卫星外,其余的卫星半径多是几公里到20公里的大石头。木卫三较大其半径为2631公里。
木卫可分为三群:最靠近木星的一群——木卫十六、木卫十四、木卫五、木卫十五和四颗伽利略卫星等8颗轨道偏心率都小于0.01,顺行,属于规则卫星;其余均属不规则卫星。离木星稍远的一群卫星——木卫十三、木卫六、木卫十及木卫七,偏心离为0.11-0.21,顺行。离木星最远的一群——木卫十二、木卫十一、木卫八及木卫九,偏心率0.17-0.38、逆行。
木星的四个伽利略卫星和木卫五的轨道几乎在木星的赤道面上。

木卫一

木卫一(Io,水泽女仙伊俄。河神伊那科斯Inachus的女儿,宙斯情人之一),是16颗卫星中最著名的一颗,离木星很近,平均距离约42万千米。它的体积并不是很大直径约3630千米,密度和大小有些类似月球,呈球状,整个表面光滑而干燥,有开阔的平原、起伏的山脉和长数千千米、宽百余千米的大峡谷,还有许多火山盆地。它的颜色特别的鲜红,比火星还红,可能是太阳系中最红的天体,上空由稀薄的二氧化硫大气及钠云所包围,并有很频繁的火山活动。旅行者1号探测器在木卫一的表面共发现了9座火山,火山的喷发高度为70-300千米,喷发速度平均每秒1000米,比地球火山爆发大。这些火山不断地喷出由二氧化硫组成的烟,降落在木卫一的表面,木卫一表面温度是-150度左右,而火山周围大约17度。这些烟是木星磁层中许多粒子的主要来源,也就是木星磁层中辐射带最强的部分。木卫一是迄今在太阳系中所观测到的火山活动最为频繁和激烈的天体,也是航天探测器在地外观测到的第一个有火山活动的天体,木卫一的火山活动剧烈是因为后方的木卫二与前方的木星对木卫一的引力产生的潮汐作用很强,前拉后扯使木卫一内部的物质不断的翻搅,就像一个要被扯破的汤圆一样。

木卫二

木卫二(Europa,腓尼基公主欧罗巴,国王阿革诺耳Agenor的女儿,宙斯情人之一),是一颗体积比月球略小,但密度和月球差不多,表面非常光滑,被大量的冰覆盖着,好像是一个冰与奶油巧克力混合而成的大球体。它的直径3138千米,所以从望远镜中看是一颗显得非常明亮的天体。木卫二的另一特征是冰面上布满了许多纵横交错、密如蛛网的明暗条纹,很可能是冰层的裂缝。在木卫二的表面覆盖一层50千米厚的冰层,冰层下有一层厚度97千米的海洋,也许这就是木卫二的表面如此光滑,反照率又这么高的原因。木卫二是太阳系储水量最大的卫星,并且很可能有生命存在。

木卫三

木卫三(Ganymede,伽倪墨得斯,特洛伊王子,宙斯的酒童 ) ,是木星最大的一颗卫星,同时也是太阳系最大的卫星,直径5262千米,水星的直径为4878千米,它的体积比水星大,但是质量远不能比。它是表面呈黄色,可分为盖满冰层的明亮区和冰上堆积着岩质灰尘的黑暗区,并有几处横向错开的断层、线状地形、互相平形的山脊与深沟。这些线状地形互相重叠,显示它们形成的年代不同。因此天文学家推断,木卫三可能曾经发生过类似地球的板块活动。

木卫四

木卫四(Callisto,宁芙仙子卡利斯托,月亮与狞猎女神阿耳忒弥斯Artemis的侍女,宙斯的情人之一) ,直径4800千米,比水星小78千米,它的表面布满了密密麻麻的陨石坑,最明显的特征是一个像牛眼似的白色核心,外面被一层圆环包围着,类似同心圆盆地,直径达600~1500千米。木卫四除了坑洞以外再也找不到其他特殊的地形,因而推断它是太阳系中最古老的卫星表面,在如今还有内部活动。

木卫五

木卫五【Amalthea,山羊仙女阿玛尔忒亚,她原形为一只母山羊,并曾用自己的羊奶养育幼年宙斯。除木卫五外,羊神星(113号小行星)也被命名为Amalthea】,是天文学家巴纳德于1892年在木卫一的轨道内发现的,形状呈卵形,平均宽度98公里“旅行者1号”发现它为浅灰色上有一个长约130公里、宽200~220公里的微红区域木星光环正位于木卫五的轨道里。

发现

木星(a.k.a. Jove; 古希腊人称之为 宙斯)是上帝之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是Cronus(土星)的儿子。
木星图像
木星图像 (15张)
木星是天空中第四亮的物体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些)早在史前木星就已被人类所知晓。根据伽利略1610年对木星四颗卫星:木卫一木卫二木卫三木卫四(现常被称作伽利略卫星)的观察,它们是不以地球为中心运转的第一个发现,也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据;由于伽利略直言不讳地支持哥白尼的理论而被宗教裁判所逮捕,并被强迫放弃自己的信仰,关在监狱中度过了余生 。

星体探测 编辑

地面观测

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。

先驱者号

美国宇航局于1972年3月发射了“先驱者”
先驱者10号 先驱者10号
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。
1973年4月美国又发射了“先驱者”11号探测器,1974年12月5日到达木星它离木星表面距离最短是只有4.6万千米,比“先驱者”10号更近。送回了有关木星磁场、辐射带、中立、温度、大气结构等情况,并观测到了木星南极地带。

旅行者号

1977年8月20日和9月5日,美国先后发射了旅行者2
旅行者1号 旅行者1号
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

“伽利略”号探测器于1989年升空,1995年12月
伽利略号木星探测器 伽利略号木星探测器
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。

朱诺号

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
朱诺号探测器 朱诺号探测器
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。

相关研究

对木星的考察表明:木星正在向其宇宙空间释放巨大能量。它所放出的能
木星图像
木星图像 (15张)
量是它所获得太阳能量的两倍这说明木星释放能量的一半来自于它的内部。木星内部存在热源。
众所周知,太阳之所以不断放射出大量的光和热,是因为太阳内部时刻进行着核聚变反应,在核聚变过程中释放出大量的能量。木星是一个巨大的液态氢星球,本身已具备了无法比拟的天然核燃料,加之木星的中心温度已达到了28万K,具备了进行热核反应所需的高温条件。至于热核反应所需的高压条件,就木星的收缩速度和对太阳放出的能量及携能粒子的吸积特性来看,木星在经过几十亿年的演化之后,中心压可达到最初核反应时所需的压力水平。
一旦木星上爆发了大规模的热核反应,以千奇百怪的旋涡形式运动的木星大气层将充当释放核热能的“发射器”所以,有些科学家猜测,再经过几十亿年之后,木星将会改变它的身份,从一颗行星变成一颗名副其实的恒星。
木星和太阳的成分十分相似,但是却没有像太阳那样燃烧起来,是因为它的质量太小。木星要成为像太阳那样的恒星,需要将质量增加到如今的100倍才行,根据天文学家的计算,只有质量大于太阳质量的7%,才能进行聚变反应,发出光和热。

吞噬作用

木星的引力很大,使很多的彗星偏离了轨道,撞击木星。如果没有木星的话,我们生活的地球可能早就被彗星撞击了。人类也可能在很久以前就灭绝了。
木星吞过很大的行星
据《每日邮报》报道,木星是太阳系中最大的一颗行星,科学家研究发现,它体型如此巨大的原因是它曾吞噬一个相当于地球10倍大小的行星。
木星的体积是地球的1316倍,然而根据宇宙飞船的测量结果,这个庞然大物却有一个非常小的内核,只有地球内核的10倍重。
科学家认为,木星曾与一个相当于地球10倍大的星体碰撞,它的内
木星将成为下一个人类太空探索的首要目标 木星将成为下一个人类太空探索的首要目标
核中的金属等重元素物质在剧烈的撞击中汽化,与大气中的氢气和氦气混合在一起,这也是木星大气层密度较大的原因。而那颗本可以成长为大型行星的星体则在这场碰撞中被木星吞噬殆尽。
这个最新研究成果揭示了在太阳系形成之初,各个行星之间曾经展开残酷而激烈的“生存竞争”。当时的太阳系是一个弱肉强食的战场,小行星之间不断发生碰撞结合,产生的较大行星则继续吞噬其它小行星。
事实上我们的地球也是在这样的过程中诞生的,两颗体积相当于火星和金星的星体撞击在一起,形成早期的地球和月球,当时地球的温度达到7000摄氏度岩石和金属都被熔化。

撞击事件 编辑

1994年撞击

1993年3月24日,美国天文学家尤金·苏梅克和卡罗琳·苏梅克以及天文爱好者戴维·列维,利用美国加州帕洛玛天文台的46厘米天文望远镜发现了一颗彗星,遂以他们的姓氏命名为苏梅克-列维9号彗星。这颗彗星被发现一年零两个多月后,于1994年7月16日至22日,断裂成21个碎块,其中最大的一块宽约4公里,以每秒60公里的速度连珠炮一般向木星撞去。
根据对苏梅克-列维9号彗星运行轨道进行的计算,这颗彗星曾于1992年7月8日运行到距木星表面仅4万公里的位置由于受木星引力的影响彗核断裂成21个可反光的碎块,远远望去像是一串光彩夺目的珍珠悬挂在茫茫宇宙中。
天文学家们推测,这颗彗星环绕木星运行大概已有一个多世纪了,由于它距离地球太遥远、亮度太暗淡而久久未被发现。据当时推测,太阳系外围有一个由数十亿颗彗星构成的彗星带,由于过往星体产生的引力摄动的原因不时有一些彗星脱离彗星带而进入太阳系。有的彗星像匆匆过客,只是从太阳系掠过,然后再回到外层空间。有的彗星则像哈雷彗星一样被吸进太阳系轨道作周期性运行。苏梅克-列维9号彗星就是被木星轨道捉住的一个“不速之客”。
这次彗木相撞的撞击点正好在相对于地球的背面阴暗处,人们在地球上无法直接观察到撞击的情况。但是木星周围有16颗卫星和两道暗淡的光环,科学家们可以观察到撞击对木星的卫星和光环产生的反光效应。此外,木星的自转周期为9小时56分钟,众多的撞击点可以随着木星的快速自转运行到面对地球的位置,使人类每隔20分钟左右就能观察到撞击后出现的蘑菇状烟云和其他效应。
苏梅克-列维9号彗星的第一块含有岩石和冰块碎片于格林尼治时间7月16日20时15分以每小时21万公里的速度落入木星大气层,释放出相当于6亿吨TNT炸药的能量。撞击后产生的多个火球绵延近2000公里,发出强光,是人类有史以来见过最强烈的光,瞬间温度3万度。科学家们通过天文望远镜,看到木星表面升腾起宽阔的尘云,高温气体直冲至2000公里的高度,并在木星上留下了如地球大小的撞击痕迹。在彗木相撞前的一段时间里,木星发出的强电磁波比平时强9倍,撞击时溅落点温度瞬间上升到3万摄氏度。

2009年撞击

7月21日,据国外媒体报道,澳大利亚一位业余天文爱好者安东尼·卫斯理,在当地时间20日凌晨1点利用自家后院的14.5英寸反射式望远镜发现木星被彗星或者小行星撞击,在木星表面留下地球般大小的撞击痕迹。安东尼·卫斯理介绍说,他起初曾认为该斑点是木星的一颗卫星,但随后的进一步观测表明,其运动轨迹与任何一颗已知
木星被撞图片 木星被撞图片
的木星卫星的均不相同除此之外,这一斑点所处的位置和形状也显示,不可能是某颗木星卫星投下的阴影,故推断为是一次撞击事件这个撞击木星的星体本身直径可能仅有80至160千米左右当时该星体撞向木星的速度可能为50-100千米/每秒。此次撞击事件应该发生在两天以内。人们仍然可以在未来几天观察到撞击发生以后木星的变化
几小时以内,卫斯理发布的照片就遍布科学网站。这一发现在空间观察领域掀起轩然大波美国航空航天局喷气推进实验室在20日晚上9点证实了卫斯理的发现,并于21日证实木星在过去相当短一段时间内再次遭遇其他星体撞击,使木星南极附近落下黑色疤斑撞击处上空的木星大气层出现一个地球大小的空洞。据报道,美国航天局仍在继续追踪观测木星以获取更多信息,包括证实撞击物究竟是彗星还是其他物质。由于此次相撞的时间很可能与15年前的彗木相撞重合,科学家还希望研究其间是否存在某种规律。

2010年撞击

根据产生的闪光亮度推测这可能是一颗直径在10米,约33英尺大小的天体。

2014年撞击

美国业余天文学家在周一凌晨发现木星高层大气中出现神秘的亮光,通过对照片的分析后推测这很可能是大型流星或者彗星撞击木星的情景。到目前为止,专业天文学家似乎也认同了这个观点。美国国家航空航天局的科学家艾米西蒙·米勒(Amy Simon Miller)介绍认为我们还需要等待进一步的官方消息。仅在过去的三年中,我们就观测到木星已经受到三次天体撞击事件,本次或将是第四次。
通过业余的天文望远镜就可以观测到距离我们4.54亿英里,约7.30亿公里的撞击事件,本次撞击可能是一个重要事件。艾米西蒙·米勒同时也是马里兰州戈达德航天飞行中心行星系统实验室主任,他认为虽然我们还不知道撞击天体的大小或者撞击的具体情况,但是根据2010年撞击事件产生的闪光亮度推测这可能是一颗直径在10米,约33英尺大小的天体。与此相反,在2009年发生的撞击事件中,可能是一颗直径达到200至500米的天体。
业余天文学家丹·彼得森(Dan Peterson)通过12英寸的望远镜捕捉到木星受到彗星或者大型流星撞击的镜头,并推测其为一颗我们未观测到的一颗彗星,然而它已经成为了历史。大型流星或者彗星撞击木星后是否会留下痕迹呢,美国国家航空航天局科学家米勒认为天文学家可通过寻找木星大气顶层出现的黑暗标记,撞击产生的影响会在木星大气中形成烟尘。
当然这样的黑暗标记只通过大型望远镜才能具体观测到,专业天文望远镜和哈勃轨道望远镜可以确认木星大气顶层出现的异常现象。但本次发现木星大气顶层的彗星撞击痕迹也是首次由业余天文学家所观测到。科学家认为木星受到的天体撞击事件可能更加频繁,早在1994年苏梅克列维9号彗星分裂成21块碎片,以21万公里每小时的速度撞击木星南半球大气层。
天文学家的观测结果认为小型天体对木星的影响是相当普遍的,事实上,小型天体撞击木星事件可能每周都会发生一次,相当地频繁。许多拥有精良观测装备的业余天文爱好者,如彼得森这样可定期观测木星。科学家们希望能充分掌握位于木星轨道附近的流星数量,根据2010年的观测记录显示木星周围存在非常多的小型天体,它们可能对木星造成潜在的影响。
2014年被撞 2014年被撞

紫外线极光

当来自太阳的带电粒子经过地球的极点并且与上层大气相互作用时就会发生壮观的极光现象。科学家称,类似的过程已经在太阳系的其它星球上观察到,而且木星上的极光亮度超过地球极光的100倍。
科学家们正第一次寻找外星星球上存在极光现象的证据。研究使用了波兰的低频射电望远镜来观察最可能由系外行星上的强大极光导致的电波发射。
这项研究的首席作者,莱切斯特大学的乔纳森-尼克尔斯在一份声明中说道:“这些结果有力的表明极光确实在太阳系外的星球上发生,而且极光电波的发射强大到足以穿过遥远的星际距离被探测到,而且系外星球上
哈勃太空望远镜拍摄到的木星上空紫外线极光 哈勃太空望远镜拍摄到的木星上空紫外线极光
的极光是木星极光亮度的10万倍。
木星的极光是由木卫一喷射的带电粒子的交互作用以及木星自身的旋转导致的,与地球类似,这样的极光也曾在土星上观察到。
是这些最新的发现表明系外星球上的极光或许并非是由太阳风中的带电粒子所导致的。相反的是,尼克尔斯的研究表明那些被称作棕矮星上的极光或许表现的更像木星的极光。
通过研究这些电波发射,科学家们将更深入了解一颗星球的磁场强度以及它如何与母恒星相互作用,还能了解它是否拥有卫星甚至是它一天的时长。[5]

钻石海洋

木星或土星上存在钻石海洋?
天体物理学家声称,钻石或许像降雨一样从气体巨星木星和土星的天空中落下。他们估计太阳系这两颗最大星球上的条件足以产生由钻石组成的稳定海洋。
天文学家称,木星上的碳或许会被压碎并融化形成钻石海洋。
天体物理学家声称,这些星球上强大的雷雨导致碳粒子形成,随着碳的降落,它就被存在于两颗星球上的巨大压力形成稠密的钻石块。科学家称,随着不断的深入,钻石将最终融化形成液体钻石,这些液体钻石或许会形成稳定的海洋。威斯康辛大学的Kevin Baines博士与加州特种工程研究所的Mona Delitsky博士一起进行了这项研究。Baines博士说道:“在土星和木星上,或许存在钻石雨或者钻石海洋。之前只有天王星和海王星被认为在内部拥有条件在核心形成钻石。”
Baines博士和Delitsky博士计划在美国天文协会的年度行星科学部会议上提出他们的发现。他们通过实验收集了钻石在极端高压和高温下的状态变化数据。他们计算出了每颗星球上钻石达到熔点的海拔高度。他们声称,虽然木星上的大部分钻石材料都将融化形成液体,但在土星上或许存在着大块的钻石。他们认为,在太阳系其它气体巨行星上,钻石不太可能形成液态海洋,比如说天王星和海王星,这些星球很可能在核心拥有固体钻石晶体。
Delitsky博士说道:“木星的内部的热量似乎足以达到液态钻石的要求,而土星内部的温度和压力能够使碳以液体钻石的形态存在。”科学家认为,土星上的雷暴将甲烷等气体分解成它们的构成原子来产生碳。两年前,科学家们曾声称他们已经发现了一颗五倍地球大小的行星,而且几乎完全由钻石组成。也有人提出,距离地球40光年外另一颗拥有厚厚钻石层的星球或许也是由气体构成的。无论如何,对于那些想要寻找更多钻石的人们来说,将目光投向我们自己的太阳系之外或许是值得的。[6]
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参考资料
词条标签:
自然学科 天文 天体物理学 天体