木星(太阳系八大行星之一)

科技旅行号 2021-05-16 08:30:01

木星(Jupiter)是距离太阳第五 近的行星,也是太阳系中体积最大的行星,从地球看木星,视星等最高可达-2.94等,已经可以在地面照出物体阴影。木星是继月球和金星之后,是夜空平均亮度第三的天体(火星在其轨道的特定点上时能短暂超过木星的亮度)。

木星是颗巨行星,质量是太阳的千分之一,但却是太阳系其他行星质量总和的2.5倍。木星的主要成分是氢,但只占十分之一分子数量的氦,却占了总质量的四分之一;它可能有岩石核心和重元素,但没有可以明确界定的固体表面。由于快速地自转,木星的外观呈现扁球体。大气层依纬度成不同的区与带,在彼此的交界处有湍流和风暴作用着。最显著的例子就是大红斑,这是17世纪第一次被望远镜见到后就未曾停歇过的巨大风暴。环绕着木星的还有微弱的行星环和强大的磁层。

木星,因为在夜晚以肉眼很容易就看见它,当太阳的位置很低时,偶尔也能在白天看见,因此自古以来就为人所知。木星是一个巨大的液态氢星体。随着深度的增加,在距离表面至少5000千米深处,液态氢在高压和高温环境下形成。据推测,木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区,物质组成与密度呈连续过渡。木星是气态行星(又称类木行星),即以非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1.326g/cm³,在气体行星中排行第二,但远低于太阳系中四个类地行星。

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7%~11%的氦所组成,剩余1%是其他气体。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%为其他气体物质,包括微量的甲烷、水蒸汽、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、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苯和烃的存在。木星的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍,由于它的质量是如此巨大,因此太阳系的质心落在太阳的表面之外,距离太阳中心1.068太阳半径。虽然木星的直径是地球的11倍,非常巨大,但是它的密度很低,所以木星的体积是地球的1321倍,但质量只是地球的318倍。木星的半径是太阳半径的十分之一,质量只为太阳质量的千分之一,所以两者的密度是相似的。“木星质量”(MJ或MJup)通常被作为描述其它天体(特别是系外行星和棕矮星)的质量单位。

木星有一个石质的内核,由铁和硅组成。  向外是由岩石与氢的混合颗粒物组成,无明确的边界,在向外被一层含有少量氦,主要是氢元素的液态金属氢包覆着。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。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氦和微量的冰。木星还是天空中已知的最强的射电源之一木星正在向其宇宙空间释放巨大能量。它所放出的能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。有人认为它的热能可能是木星形成时,由引力势能转变而来,被液态氢大规模对流到表面上。 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。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80倍才行,根据天文学家的计算,只有质量大于太阳质量的7%,才能进行氘聚变反应,发出光和热。木星有着太阳系内最大的行星大气层,跨越的高度超过5000千米。由于木星没有固体的表面,它的大气层基础通常被认为是大气压力等于1MPa(10bar),或十倍于地球表面压力之处。木星的大气层被分为四个层次:对流层、平流层、增温层和散逸层。不同于地球的大气层,木星没有中气层,没有固体的表面,大气最底层的对流层,平稳地转换进入行星的流体内部。这是温度和压力在氢和氦的临界点之上造成的结果,意味着气体和液体的相位之间没有明确的界限存在。

木星有一个同土星般的环,不过又小又微弱。早在1974年先锋11号探测器访问木星时,就曾在离木星约13万千米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。木星环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,但事实上木星环是存在的。

木星光环的形状像个薄圆盘,其厚度约为30千米,宽度约为9400千米,离木星128300千米。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。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。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的厚度不超过30千米亮环离木星中心约13万千米,宽600千米。暗环在亮环的内侧,宽可达5万千米,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700千米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1万千米它在暗环两旁延伸到最远点,外边界则比亮环略远

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评论列表
  • 2022-07-12 07:01

    8

  • 2023-05-01 22:13

    (理论推测生物大灭绝)photon energy and photon behavior discussions 光是电磁粒子。危险在于,太阳发射更多负光子将导致其正的静电持续增大(十分缓慢但不可逆转),到了一定阶段,地球太阳距离处于低谷,太阳静电斥力破坏它的结构稳定。大量伽马射线(正光子)射向地球,伴随陨石,生物大灭绝。然后地球带正电,地磁反转,地球因电磁力反向远离太阳,漫长冰河期。。。不断周期循环。下一个冰河期已经不远了,观测太阳的变化很重要………行星间的磁力是不是它们平面力平衡运动的关键决定因素?

  • 2022-07-12 07:03

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