在距离我们数亿公里的地方，有一个充满了神秘的天体，它的影响力横跨了整个太阳系。今天我想给大家介绍一下这颗神秘的星球-木星。

木星距离地球是相当遥远的，而且距离是不固定的，因为两个行星都在绕着太阳旋转，他们的轨道也不是正圆形。所以木星到地球的距离可以分成对位时的距离和冲日时的距离。所谓对位时，指的就是太阳、地球和木星都在同一条直线上，并且地球在木星和太阳之间。这种情况就叫做对位。这个时候，木星和地球之间的距离是最近的，约为5.9亿公里。那么冲日时，大家应该也可以想到，这是太阳、地球、木星都在同一条直线上，并且这次是太阳在木星和地球之间。这种情况就是冲日。这个情况下，地球和木星的距离是最远的，大约9.2亿公里。即使是最近的距离，想要从地球到木星，即便是光速也需要半小时左右。如果是乘坐高铁以最高时速390公里向木星前进的话，昼夜不停，大约需要184年才能到达。以人类目前的寿命极限来看，即便是车到了，人也下不来。

目前，木星也是太阳系八大行星中体积最大、自转速度最快的行星。它的质量是其他行星质量总和的2.5倍，它的直径是地球的11倍。如果木星是个空心的话，它能装下1300多个地球。而且它只需要9.9个小时就可以完成一次自转，比地球的一天还要短很多。但是它的公转周期很长，绕太阳一圈大概需要12个地球年，也就是4300多个地球日。

此外，木星的引力也要比地球大很多，大约是地球引力的2.5倍。如果你在地球上重100斤的话，那么在木星上就会有250斤。也正是因为木星强大的引力，很多科学家认为它可能把很多潜在的威胁地球的小行星和彗星引向了自己，起到了地球守护者的作用。

木星这个名字大家听上去是不是还挺安静挺温柔的，但是千万不要被它的名字给骗了，它可不是一个生机盎然的星球。相反，它实际上是一个非常恐怖的星球，也叫做死亡之星。我们之前聊过的火星、月球，包括地球这些都是岩石行星。而木星，它是气态行星，也叫巨型行星，主要是由氢和氦组成的。它并没有像地球那样的固体表面，所以我们到了木星根本没地方可站。

那么，既然没地方给我们站，我们就只能下落了。由于木星的重力加速度是地球的2.5倍，所以你会感觉到有一股很强的力在拽着你往下走。而且下落的过程中我们会被木星上强劲的大风吹得不知道东南西北，因为木星上的风速最低也有320公里每小时。这个速度比飞机起飞时的速度还要快很多。而大红斑附近的风速可以达到430-680公里每小时。这个风速是相当惊人的数值了。而且这还是个持续的风速，并不是那种短暂的阵风。

那么，既然表面这么恶劣，是不是越往里就越好了呢？非常抱歉，越往里环境越恶劣。木星大气层有数千公里厚。大气表面温度非常低，只有零下150摄氏度左右。但是越往中心压力和温度就会越高。金星表面最高温度也才480摄氏度。但是木星内部的温度可以达到数万摄氏度。所有掉入木星的物体都会瞬间灰飞烟灭，最终气化。而木星核心处的最高温度据推测可能有5万摄氏度，但也只是推测。因为目前人类还没有任何手段能够到达木星深处。氢气在这里也被压缩成了液体，这也让木星拥有了太阳系最大的海洋。但并不是水的海洋，而是液氢海洋。光线在这里也无法通行，没有白天，也没有黑夜，更没有氧气。在这种极端的环境下，我们认知中的生物根本就无法生存。完全就是一颗死亡之星。

不过呢，虽然木星本身无法孕育生命，但一些科学家对木卫二表现出了兴趣。因为木卫二的冰层下很可能有海洋。有海洋的话就可能为生命提供生存的环境。

截止到2023年5月，已经得到确认的木星卫星一共有95颗。其中最大的四颗卫星叫做伽利略卫星，是伽利略在1610年观测到的，也是人类在地球以外发现的第一批卫星。它们分别是：木卫一（伊奥）、木卫二（欧罗巴）、木卫三（盖尼米德）和木卫四（卡利斯托）。这四颗卫星各有各的特点，所以科学家对这四颗卫星格外关注。

木卫一（伊奥）实际上很大，比月球还要大一些，是太阳系第四大卫星，也是太阳系火山最活跃的天体。它的表面有超过400座活火山。而且火山活动都极为剧烈，因为它的引力比较小，而且几乎没有大气层，所以它上面的这些火山喷出的物质可以喷到数百公里以上的高度，形成的火山柱非常壮观。

既然木卫一火山这么活跃，那为什么木卫一的大气层这么稀薄呢？火山喷出的东西都去哪了呢？其实这事要怪木星。木卫一的大气就是被木星磁场剥离的。

木星的磁场是太阳系中最强的，甚至在木星的背面，由于太阳风的影响，木星磁场的最远处都快延伸到土星轨道了。比地球磁场不知道强出多少倍。而木卫一的轨道正好就在木星磁场最强的地方，所以火山喷出的东西都被木星磁场吹到外太空，越来越薄，几乎可以忽略不计了。它的表面是黄色、红色、黑色和白色的混合，这主要是由于火山活动释放的硫和硫化物造成的。因为没有大气层，所以木卫一的表面温度是很低的，只有零下140摄氏度左右。喷出的硫化物会迅速凝固，就形成了这种像葱花鸡蛋饼一样的地貌。

木卫二欧罗巴是木星的第四大卫星，比月球稍微小一点。它的环境与木卫一截然相反。木卫一的表面都是火山，而欧罗巴的表面是个冰壳，平均温度只有零下163摄氏度，两极的温度更低，只有零下223摄氏度。所以它表面的水是永久冻结的，这也让它拥有了太阳系最光滑的表面。而且冰壳下面会时不时的向外喷水。科学家几乎可以肯定，在它的冰壳下藏着一个咸水海洋，含水量大概是地球海洋的两倍。并且它有大气层，大气层的主要成分还是氧气。所以它目前可能是人类寻找外星生命的最佳地点之一。

木卫三盖尼米德不仅是木星最大的卫星，同时也是整个太阳系最大的卫星，甚至比水星和冥王星都要大。如果它不是绕着木星而是绕着太阳转的话，它都可以被认为是一颗行星了。并且它有自己的磁场，卫星带磁场，这个事在整个太阳系都是独一无二的。而且有确凿证据表明，盖尼米德也有一个地下咸水海洋，含水量超过地球表面所有的水，是整个太阳系水资源最多的星球。但是盖尼米德的大气层太稀薄了，虽然也是氧气组成的，但是完全不够给地球生物提供呼吸的。

木卫四卡利斯托是木星的第二大卫星，也是太阳系第三大卫星。它是太阳系中撞击坑最多的天体。虽然卡利斯托也有水，但是科学家认为卡利斯托有生命的概率远小于欧罗巴，因为它的环境更恶劣一些。不过，如果NASA的阿尔特密斯计划能够顺利完成，人类真的能够登上火星，那么下一个目标星球很可能就是卡利斯托，因为它的地表有冰，并且非常平稳，比火星更适合探测器运行。而且它没有任何地质活动，非常的稳定，有利于人类建造基地。引力比月球还小，能节省大量的火箭燃料成本。而且有木星的磁场保护，也不用太担心太阳风。

这四颗卫星的名字都来源于希腊和罗马神话，而且都跟宙斯有关。他们都是宙斯的情人，不过实际上是宙斯又欺骗了他们，他们其实都是受害者。

在伽利略的时代，人们普遍接受的宇宙观念是地心说。地心说认为地球是所有天体运行的唯一中心，所有天体都绕着地球转。当时的学者之所以这样认为，就是因为地球有一个卫星，月亮。他们觉得如果地球是一颗行星的话，那为什么所有行星中只有地球是唯一拥有卫星的天体。所以很长一段时间里，有没有卫星就成为了地球作为宇宙中心最为独特的一个特征。

地心说的支持者就用这个观点反复去批判日心说。当时支持日心说的人都有谁呢？一个是哥白尼，一个是开普勒。哥白尼是通过观测提出了日心说，开普勒更厉害一点，是硬算出来的。他利用当时的观测数据算出了行星是按照一个椭圆形轨道绕着太阳运行。但是由于缺少证据，这两个人的观点在当时是不被认可的。无论你开普勒是怎么算的，你先来解释一下地球有卫星这个事。所以这两个人也很郁闷，一直被打压。

直到伽利略发现木星也有卫星，而且有四颗。那么问题来了，有一颗卫星的地球和有四颗卫星的木星，到底谁是宇宙的中心呢？伽利略把观测结果写在了《星际信使》这本书上并发表了。开普勒读完之后给伽利略写了一封信。这封信的内容是什么，我们不得而知，但可以想象，开普勒肯定是非常兴，这么多年的争论终于结束了。他说，他希望自己也能立马拥有一台望远镜。虽然日心说最终战胜了地心说，但与此同时，伽利略对日心说的支持也触怒了很多人。在1633年的时候，他被罗马宗教法庭判了终生软禁。

提到木星，我们的第一反应可能就是它上面有一个大红斑。它其实是木星上的一个巨大的反气旋风暴，红褐色椭圆形的。但是现在已经没有那么大了。人们在上世纪观测它的时候，它东西方向的直径有4万公里，但是在2004年的时候，它东西方向直径只有之前的一半了。按照这个速度继续缩减下去的话，它将在2040年将会彻底变成一个圆形，不再是椭圆形了。我们不知道它这个大小的改变是不是正常现象，对地球有什么影响。它至少已经持续存在400年了。不过按照这个速度继续缩减下去的话，不知道大红斑还会存在多久。

实际上，它非常大，大到可以放下2-3个地球。而且它周围的风速也是目前太阳系中最高的，可以达到430-680公里每小时。木星其他地方的风速大多都是300多公里每小时。那么为什么它这的风速这么高呢？它是夹在木星大气中两个相反方向流动的云层之间的。这在一定程度上其实是加速了它的旋转的。

尽管人类已经研究大红斑几个世纪了，但它仍然有一些未解之谜。比如它的颜色为什么是红褐色，还有就是持续时间为什么能持续如此之久。这跟太阳系上其他行星的风暴都不太一样。大多数风暴，像地球上的台风，一般是持续几天或者几周也就没了。但是大红斑这一刮就是几百年。它的能量来源是什么？还有我们刚刚提到的，它这些年一直在缩小。这个缩小的原因也不清楚，有什么影响也不知道。不过今年欧洲航天局已经发射了一个探测器去一探究竟了。希望在不久的将来能够解答这些未解之谜。

说到木星环，可能很多人都没听过。木星有环吗？尽管没有土星环那么明显，但是木星确实有一个由尘埃和小石块组成的环，是旅行者一号在1979年首次发现的。太阳系一共有四颗行星有环，都是气态行星：木星、土星、天王星和海王星。木星环是里面最不明显的，在地球上根本看不见。土星环是最靓的，我们在地球上用望远镜就能看到。但是木星环用望远镜也是看不到的。首先是因为木星环跟土星环的组成不太一样。土星环的主要成分是冰块，而木星环的主要成分是一些微小的尘埃。这些尘埃本来反射的阳光就很少，而且密度还远低于土星环的密度，所以环的亮度非常低。还有就是木星本身是非常亮的，它自身的亮度会掩盖环的亮度，所以只能通过太空探测器才能探测到木星环。

这是詹姆斯韦伯太空望远镜在2022年7月27日拍到的木星图像。

这张图像效果非常好，我们可以看到比木星暗淡100万倍的木星环，还有它的两个卫星，以及木星两极周围的极光。极光其实就是一种等离子体现象，再说白一点就是一种大规模放电的过程。行星要想产生极光必须满足三个条件：一是磁场，二是带电粒子，三是大气。极光产生的原理就是因为带电粒子与行星的磁场相互作用，然后与大气碰撞，产生了极光。

木星和地球虽然都满足这三个条件，但是这两个星球的极光也是有很大区别的。地球的极光主要是由太阳风引起的。太阳风中的带电粒子跟地球磁场相互作用，进入大气层之后，跟大气中的氧气、氮气分子发生碰撞，最终产生了极光。但是木星的极光除了太阳风之外还有一个非常独特和强大的带电粒子来源，就是它的卫星木卫一。我们刚刚说过，木卫一上面都是火山，它能喷出大量的硫和氧，然后这些物质在木星周围就会形成一个等离子体环。这种等离子体就会和木星的磁场相互作用，产生强大的电流，进而产生极光。而且木卫一可以持续地给它提供带电粒子，所以木星的极光几乎是不间断的。但是地球的极光通常都是很短暂的。

地球极光的颜色最常见的就是绿色，就是带电粒子跟氧气碰撞产生的。如果是纬度更高一些的话，氧气可以产生红色的极光。如果是氮气的话，就会产生粉色、紫色和蓝色的极光。木星的大气主要是由氢组成的，所以木星的极光大多呈现蓝色或者紫色。而且木星极光主要是在紫外线下发光，所以我们必须要用特殊的紫外线望远镜才能看到木星的极光。总体来说，虽然磁场是一个行星产生极光的关键因素，但是如果没有足够的大气和带电粒子，那么它也不会有明显的极光。比如水星，水星也有磁场，但是水星的大气太稀薄了，所以它不会产生像地球和木星那样明显的极光。

人类为了探索木星其实已经发射过很多个太空探测器了。我这里给大家介绍几个比较重要的。首先，人类史上第一个成功探访木星的是先锋十号，是NASA在1972年3月2日发射的。第二个是先锋11号，是NASA在1973年4月6日发射的。与先锋十号不同的是，它的任务不仅是探测木星，还要去研究土星和土星环。两个探测器上都有一块载有人类信息的镀金铝板，这块铝板可能很多人都看过。铝板上画了一名男性和一名女性的图像，还有太阳和地球在银河系里的位置，目的是如果探测器被外星的高智慧生物捕获了，这块铝板会向他们解释这个探测器的来源。

然后就是旅行者一号和二号，这两个探测器都是NASA在1977年发射的。1979年的时候到达了木星，并且传回了大量的照片和数据，大大增进了我们对木星的了解。然后是伽利略号，这是NASA在1989年发射的，1995年到达木星。这是第一个专门围绕木星运行的探测器，之前那些探测器的主要任务其实都不是探测木星，只是路过木星。但是这个探测器是专门深入研究木星的。然后是朱诺号，NASA在2011年发射，2016年到达木星轨道。这个探测器也是为了更加深入研究木星大气、磁场和内部结构的。

以上这些就是人类发射过的与木星相关的主要探测器，时间都比较久远了。接下来我给大家介绍一个2023年四月份由欧洲航天局发射的木星冰卫星探测器-JUICE。它将在2031年抵达木星。但是它的设计寿命是四年，走八年的路，干四年的活，大半辈子都在去工作的路上。这次的任务就是冲着木星的卫星去的，研究木卫二、木卫三和木卫四，就是刚才我们说过的那三个有水的卫星，看一下这三个卫星到底有没有孕育生命的能力。

这三个卫星的含水量实在是太大了。地球上的水够多了吧，地表70%的面积都是水。但是跟这三个星球上的水量比，地球就像个沙漠，一点都不夸张。通常的计算一个星球含水量的单位是“ZL"。这是个体积单位，一ZL等于10亿立方千米。地球上水的总体积是1.335 ZL。这个水量在太阳系中只能排第五，排名前四分别是木卫三、土卫六、木卫四和木卫二。这么一看的话，地球的含水量连木卫三和土卫六的零头都不到。

但是在地球上哪里有水，哪里就有生命。那么含水量这么高的木星卫星上会有生命吗？木星是太阳系最大的气态行星，它很可能是在太阳系形成之初第一个形成的星体。所以探索木星和它的卫星的起源和演化也是JUICE这次任务的目标之一，可以帮我们更好地理解太阳系的形成过程。JUICE将在2034年进入木卫三轨道，这也是它最后的焦点。

木卫三实在是太特别了，首先，它是太阳系最大的卫星，刚刚说过了，比冥王星和水星都要大，而且是唯一拥有磁场的卫星。太阳系另外两个有磁场的岩石星球，一个是水星，一个是地球，这两个都是行星，而且其中一个还孕育着生命。虽然木卫三上不一定会有生命，但是也可以增进我们对这个特殊卫星的了解。除了JUICE，NASA计划在2024年发射欧罗巴号飞船，它将跟JUICE同时抵达木星，不过它最终的焦点是木卫二。

中国也在计划前往木星的任务，中国的目标是木卫四，计划在木卫四上着陆。这些任务如果都能顺利完成的话，一定会让我们更加了解太阳系的过去，可能也会为我们揭示太阳系的未来，解开更多的未解之谜。木星系统的存在也时刻提醒着我们，无论地球有多么特殊，我们都只是宇宙中无数天体的一部分。