木星 -天文天體

木星

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木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星,從內向外的第五顆行星。它的質量為太陽的千分之一,但為太陽系中其它七大行星質量總和的2.5倍。木星與土星天王星海王星皆屬氣體行星,因此四者又合稱類木行星(木星和土星合稱巨行星)。2012年2月23日科學家稱發現了木星2顆新衛星,累計衛星達68顆。

木星是一個氣態巨行星氣態行星沒有實體表面,它們的氣態物質密度隨深度的變大而不斷加大。我們所看到的通常是大氣中雲層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。

木星主要由組成,它是由86%的氫和14%的氦組成的,中心溫度估計高達30500℃。

2016年3月8日,木星將上演沖日表演,木星沖日是指地球、木星在各自軌道上運行時與太陽重逢在一條直線上,也就是木星與太陽黃經相差180度的現象,天文學上稱為“沖日”。每過399天左右,就會發生一次木星沖日。沖日前後,木星距離地球最近,也最明亮,是觀測和拍攝的最佳時機。

2016年3月31日,太陽系行星木星遭到不明物體碰撞,此事件在天文學界引起了熱議。

  • 中文名
    木星
  • 外文名
    Jupiter
  • 別稱
    朱庇特、歲星
  • 分類
    行星
  • 發現者
  • 發現時間
    1610年
  • 質量
    1.90×10²⁷千克
  • 平均密度
    1.326g/cm³,
  • 直徑
    142987千米
  • 表面溫度
    -168℃
  • 逃逸速度
    60.2㎞/s
  • 視星等
    -2.9
  • 自轉周期
    9小時50分30秒
  • 半長軸
    5.20336301AU
  • 公轉周期
    11.86年
  • 軌道傾角
    1.30530度
  • 升交點經度
    100.55615度
  • 偏心率
    0.048912
  • 拼音
    mù xīng
  • 註音
    ㄇㄨˋ ㄒㄧㄥ

結構組成

古代中國:歲星,太歲。古代西方:朱庇特

木星是一個巨大的液態氫星體。隨著深度的增加千米處,液態氫在高壓和高溫形成。據推測,木星的中心是一個含矽酸鹽等物質組成的核區,物質組成與密度呈連續過渡。

木星是四個氣體行星(又稱類木行星)中的一個:即不以固體物質為主要組成的行星,它是太陽系中體積最大的行星,赤道直徑為142984千米。木星的密度為1.326 g/cm³,在氣體行星中排行第二,但遠低于其他四個類地行星

木星的高層大氣是由體積或氣體分子百分率約88-92%的氫和約8-12%的氦所組成(見方表)。由于氦原子的質量是氫原子的四倍,探討木星的質量組成時比例會有所改變:大氣層中氫和氦分別佔了總質量的75%及24%,餘的1%為其他元素,包括微量的甲烷、水蒸氣以及的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷硫化氫磷化氫、硫等物質。大氣最外層有冷凍的氨的晶體。木星上也透過紅外線及紫外線測量發現微量的存在。

木星大氣層中氫和氦的比例非常接近原始太陽星雲的理論組成,然而,木星大氣中的惰性氣體是的2-3倍高層大氣中的氖隻佔了總質量的20%,約為太陽比例的10%,氦也幾乎耗盡,但仍中氦的比例的80%。這個差距可能是由于元素降水至行星內部所造成。

光譜學分析而言,土星被認為和木星的組成最為相似,但另外的氣體行星、天王星海王星相較之下所含氫和氦的比例較低然而,由于沒有太空船實際深入大氣層的分析,除了木星之外的行星至今仍沒有重元素數量的精確資料,

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317.89倍,而體積則是地球的1316倍。按照與太陽的距離由近到遠排,木星位列第五。同時,木星還是太陽系中自轉最快的行星自轉一周隻需要9小時50分30秒,所以木星並不是正球形的,而是兩極扁,赤道鼓的三軸不等橢球體,扁平顯著。木星是天空中第四亮的星星,僅次于太陽、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),因為木星體積巨大,反射太陽光的能力也強。木星主要由組成,其中氫元素含量是75%,氦元素含量是24%,其他僅為1%,中心溫度估計高達30500℃。

木星圖像木星圖像

木星表面有一個大紅斑,位于木星赤道南部。從東到西最長時有4.8萬千米最小的時候也有兩萬多千米;從北到南最長有1.4萬千米,最短時也有1.1萬千米,面積大約453250000㎞²,能容納三個地球。對于它是什麽仍有爭論,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。經常卷起高達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。

木星是太陽系中衛星數目較多的一顆行星,它們連同木星一起組成了木星系它們像一串珍珠似地圍繞著主宰它們的天神--木星旋轉著。

1610年1月,伽利略發現木星的最亮4顆衛星。由此它們被命名為伽利略衛星。它們環繞在離木星40~190萬千米的軌道帶上,由內而外依次是伊奧、歐羅巴、嘉裏美和卡利斯托,它們分別被簡稱為木衛一木衛二木衛三木衛四

星體特徵

基本參數

自轉周期

木星赤道部分的自轉周期為9小時50分30秒,兩極地區的自轉周期稍慢一些。

直徑

142800 千米(赤道),133800千米(兩極)

質量

1.90×10²⁷千克

平均密度

1.33g/㎝³

核心密度

1600Kg/立方米

表面重力加速度

23.12 米每二次方秒

質量(與地球比)

317.89倍

體積(與地球比)

1316倍

表層溫度

其表面有效溫度值為-168℃,而地球觀測值為-139℃。

半長軸(AU)

5.20336301

軌道傾角(度)

1.30530

升交點經度(度)

100.55615

近日點經度(度)

14.75385

會合周期(天)

398.88

平均軌道速度(公裏)

13.07

距離主恆星

8.1662×10⁸千米

7.4052×10⁸千米


軌道偏心率

0.0483

表面積

6.21796×10¹⁰千米²

氣態行星

木星是一個氣體行星。氣態行星沒有實體表面,它們的氣態物質密度隻是由深度的變大而不斷加大(我們從它們表面相當于1個大氣壓處開始算它們的半徑和直徑)。我們所看到的通常是大氣中雲層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。

木星由90%的和10%的(原子數之比, 75/25%的質量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。木星的大氣層很濃厚,厚度達3000千米,在大氣層之下有一層厚達2.7萬公裏的液態氫層,再下面是金屬氫,這與形成整個太陽系的原始的太陽系星雲的組成十分相似。土星有一個類似的組成,也是一層濃密的大氣層,大氣層下有一層厚達2.6萬㎞的液態氫層,再下面也是金屬氫。但天王星海王星的組成中,氫和氦的量就少一些了。

木星核心

木星各類圖片木星各類圖片

木星可能有一個石質的核心,相當于10-15個地球的質量。核心上則是大部分的行星物質集結地,以液態氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎可能隻在40億帕壓強下才存在,木星內部就是這種環境(土星也是)液態金屬氫由離子化的質子與電子組成(類似于太陽的內部,不過溫度低多了)在木星內部的溫度壓強下氫氣是液態的,而非氣態,這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源,木星的磁場強度大約10高斯,比地球大10倍。同樣在這一層也可能含有一些和微量的冰木星還是天空中已知的最強的射電源之一。

最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成,它們在內部是液體,而在較外部則氣體化了,我們所能看到的就是這深邃的一層的較高處。水、二氧化碳、甲烷及其他一些簡單氣體分子在此處也有一點兒。

雲層的三個明顯分層中被認為存在著氨冰,氨水硫化物和冰水混合物。然而來自伽利略號的證明的初步結果表明雲層中這些物質極其稀少(一個儀器看來已檢測了最外層,另一個同時可能已檢測了第二外層 )。但這次證明的地表位置十分不同尋常--基于地球的望遠鏡觀察及更多的來自伽利略號軌道飛船的觀察提示這次證明所選的區域很可能是木星表面最溫暖又是雲層最少的地區。

來自伽利略號的大氣層資料同樣證明那裏的水比預計的少得多,那時預計木星大氣所包含的氧是太陽的兩倍(算上充足的氫來生成水),但實際集中的比太陽要少。另外一個驚人的訊息是大氣外層的高溫和它的密度。

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:核心處可能高達20000℃。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復雜移動過程。土星與海王星在這方面與木星類似,奇怪的是,天王星則不。

木星的核心正在被侵蝕,但沒人知道到底有多快

木星是自身成就的犧牲者。一些復雜的新計算表明,這顆太陽系中最大的行星——質量比其他幾顆行星質量總和的兩倍還要大——已經摧毀了其核心的一部分。然而具有諷刺意味的是,罪魁禍首恰好是把木星打造成一顆氣態巨行星的氫和氦——隨著行星的形成,其核心的引力對這些元素產生了吸引。這一發現意味著大多數巨大的太陽系外行星可能根本就沒有核心。

天文學家之所以把木星稱為氣態巨行星,緣于其大部分由氫和氦構成,後者在地球上都是氣體。然而在木星上,由行星引力產生的巨大壓力將大部分氫壓縮為一種能夠導電的金屬流體。氫和氦包圍著一個由鐵、岩石和冰構成的中心核。而這一核心——質量相當于地球質量的10倍——僅僅是質量為地球318倍的行星的一小部分。

如今,美國加利福尼亞大學伯克利分校的行星科學家Hugh Wilson和Burkhard Militzer完成了一些量子力學計算,旨在搞清當位于行星中央的氧化鎂(MgO)——木星核心岩石中的一種關鍵成分——被一種氫—氦流體所浸沒時會發生什麽。這裏的溫度約為16000開氏度——比太陽表面的溫度還熱,壓力相當于4000萬個大氣壓。這些情況非常極端,沒有試驗能夠復製它們。

根據研究小組的計算,MgO具有非常高的溶解度。就像研究人員在遞交給《物理評論快報》的一篇論文所表述的那樣,盡管侵蝕的確切速度尚未搞清,但這意味著木星核心中的固體岩石正在溶解為液體。Wilson和Militzer較早前曾計算過木星核心中的冰也在溶解。因此,木星現在的核心可能並沒有行星形成時那麽大。

加利福尼亞理工學院的行星科學家David Stevenson表示,新的研究很重要,因為科學家想要了解木星是如何隨著時間的流逝而變化的。Stevenson說:“如果能做到這一點,那麽我們將能夠就木星在形成之初是什麽樣子給出一個非常有用的描述。”“在那時,它是否曾有一個巨大的核?如果有,是地球質量的10倍,15倍,還是5倍?”2016年,美國宇航局(NASA)的朱諾號探測器將開始環繞木星運行,並通過測量其引力場提供有關行星現在內部情況的資料。

同時,這些計算的意義已經超越了木星。圍繞其他恆星運行的許多行星比木星還要大,因此它們的核心可能要更為炙熱。Militzer表示:“對這些行星而言,核心侵蝕可能要快得多。”這意味著質量是木星數倍的氣態巨行星或許根本就是沒有核心的,從而改變了科學家們秉持許久的有關這些遙遠世界的認識。

表面颶風

木星和其他氣態行星表面有高速颶風,風速達每小時400千米,並被限製在狹小的緯度範圍內,在接近緯度的風吹的方向又與其相反。這些帶中輕微的化學成分與溫度變化造成了多彩的地表帶,支配著行星的外貌。光亮的表面帶被稱作區(zones),暗的叫作帶( belts)。這些木星上的帶子很早就被人們知道了,但帶子邊界地帶的漩渦則由旅行者號飛船第一次發現。伽利略號飛船發回的資料表明表面風速比預料的快得多( 大于400英裏每小時)並延伸到根所能觀察到的一樣深的地方,大約向內延伸有數千千米。木星的大氣層也被發現相當紊亂,這表明由于它內部的熱量使得颶風在大部分急速運動,不像地球隻從太陽處獲取熱量。

木星木星

木星表面雲層的多彩可能是由大氣中化學成分的微妙差異及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩繽紛的視覺效果,但是其詳情仍無法知曉。

色彩的變化與雲層的高度有關:最低處為藍色,跟著是棕色與白色最高處 為紅色。我們通過高處雲層的洞才能看到低處的雲層。

木星表面的大紅斑早在300年前就被地球上的觀察所知曉(這個發現常歸功于卡西尼,或是17世紀的Robert Hooke)大紅斑是個長25000千米跨度12000千米的橢圓,足以容納兩個地球。其他較小一些的斑點也已被看到了數十年了紅外線的觀察,加上對它自轉趨勢的推導顯示大紅斑是一個高壓區,那裏的雲層頂端比周圍地區特別高,也特別冷。類似的情況在土星海王星上也有,人類還不清楚為什麽這類結構能持續那麽長的一段時間。

木星表面磁場

宇宙飛船發回的考察結果表明,木星有較強的磁場,表面磁場強度達3-14高斯,比地球表面磁場強得多 (地球表面磁場強度隻有0.3-0.8高斯) 木星磁場和地球的一樣是偶極的,磁軸和自轉軸之間有10°8′的傾角。木星的正磁極指的不是北極而是南極,這與地球的情況正好相反。由于木星磁場與太陽風的相互作用,形成了木星磁層。木星磁層的範圍大而且結構復雜,在距離木星140-700萬公裏之間的巨大空間都是木星的磁層;而地球的磁層隻在距地心5~7萬公裏的範圍內。木星的四個大衛星都被木星的磁層所禁止,使之免遭太陽風的襲擊。地球周圍有條稱為範艾倫帶的輻射帶,木星周圍也有這樣的輻射帶。美國的“旅行者1號”還發現木星背向太陽的一面有3萬公裏長的北極光。1981年初,當“旅行者2號”早已離開木星磁層飛奔土星的途中,曾再次受到木星磁場的影響。由此看來,木星磁尾至少拖長到了6000萬公裏以外的土星的軌道上。

木星的磁氣圈分布範圍比地球磁氣圈的範圍大上100多倍,是太陽系中最大的磁氣圈由于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,強度約為地球的100倍。

大氣層

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%。隻有約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。同為氣體行星的土星也是類似的組成,但天王星海王星中的氫和氦就少得多。

由于木星快速的自轉,木星的大氣顯得非常地“焦躁不安”。木星的大氣其實是一個復雜多變的天氣系統,木星雲層的圖案每時每刻都在變化。我們在木星表面可以看到大大小小的風暴,其中最著名的風暴是“大紅斑”。這是一個朝著逆時針方向旋轉的古老風暴,它早在300多年前就被人類發現了,一般認為是17世紀卡西尼羅伯特·胡克發現的也就是說,這個巨大的風暴已經在木星大氣層中存在了幾百年。大紅斑有三個地球那麽大,其外圍的雲系每四到六天即運動一周,風暴中央的雲系運動速度稍慢且方向不定。因而雲帶之間常形成小風暴,並合並成為較大型風暴;2000年,天文學家透過哈勃望遠鏡發現大紅斑以南形成一個小白斑,跟大紅斑相同之顏色已有大紅斑的一半大小,在木星自轉中隨大紅斑之後。兩紅斑每兩年擦身而過一次。2006年7月兩紅斑擦身而過;但沒有正面沖突,使得大紅斑“吃掉”小紅斑。有科學家預計未來將有可能發生兩紅斑合並的狀況。

由于木星的大氣運動劇烈,致使木星上也有與地球上類似的高空閃電。

木星有一層厚而濃密的大氣層,大氣的主要成分是氫,佔80%以上,其次是氦,約佔18%,其餘還有甲烷、氨、碳、氧和水汽等,總含量不足1%。由于木星有較強的內部能源,致使其赤道與兩極溫差不大,不超過3℃,因此木星上南北風很小,主要是東西風,最大風速達130~150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的雲系。各種顏色的雲層像波浪一樣在激烈翻騰著。在木星大氣中還觀測到有閃電和雷暴。由于木星的快速自轉,因此能在它的大氣中觀測到與赤道平行的、明暗交替的帶紋其中的亮帶是向上運動的區域,暗紋則是較低和較暗的雲。

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于赤道方向,因區域的不同而互動吹著西風及東風,是木星大氣的一向明顯特征。大氣中含有極微的甲烷、乙炔之類的有機成份,而且有打雷現象生成有機物的機率相當大。

科學家由蘇梅克-列維9號彗星撞擊後釋出的大氣成份檢測出硫,得知木星大氣含有硫的成份。

木星的大紅斑位于南緯23°處,東西長4萬公裏,南北寬1.3萬公裏。探測器發現,大紅斑是一團激烈上升的氣流呈深褐色。這個彩色的氣旋以逆時針方向轉動。在大紅斑中心部分有個小顆粒,是大紅斑的核,其大小約幾百公裏。這個核在周圍的反時針漩渦運動中維持不動。大紅斑的壽命很長,可維持幾百年或更長久大紅斑的豔麗紅色令人印象深刻,顏色似乎來自紅磷。

由于木星離太陽平均距離為7.78億公裏,因此木星的表面溫度比地球表面溫度低得多。從木星接受太陽輻射計算其表面有效溫度值為-168℃,而地球觀測值為-139℃,“先驅者11號”宇宙飛船的探測值為-148℃,仍比計算值高這也說明木星有內部熱源。

“ 先驅者號”探測器對木星考察的結果。表明,木星沒有固體表面,木星是一個流體行星。主要是氫和氦木星的內部分為木星核和木星幔兩層,木星核位于木星中心,主要由鐵和矽構成,是固體核,溫度達3萬K。木星幔位于木星核外以氫為主要元素組成的厚層,其厚度約為7萬公裏。木幔外就是木星大氣再向外延伸1000公裏就到雲頂。

大紅斑

木星表面的大多數特征變化倏忽,但也有些標記具有持久和半持久的特征,其中最顯著最持久,也是人們最熟悉的特征要算大紅斑了。

大紅斑是位于赤道南側、長達2萬多公裏、寬約1.1萬公裏的一個紅色卵形區域。從17世紀中葉,人們就開始對它進行時斷時續的觀測,1879年以後開始對它進行連續的記錄,並發現它在1879~1882年,1893~1894年,1903~1907年,1911~1914年,1919~1920年,1926~1927年,特別是在1936~1937年,1961~1968年,以及1973~1974年這些年代中,變得顯眼和色彩艷麗,在其他時間顯得暗淡,隻略微帶紅有時隻有紅斑的輪廓。

大紅斑是個什麽結構?為什麽是紅色的?如何能持續這麽長的時間?要了解這些問題,僅憑地面觀測實在是無能為力的。

按照科學家雷蒙·哈依德的理論,大紅斑是位于其下面的某種像山一類的永久特征所造成的大氣擾動。但是“先驅者”發現木星表面是流體,完全排除了木星外層具有固態結構表面的可能性,上述理論也就是自然被拋棄了。

“旅行者1號”發回的照片使人清晰地看到,大紅斑宛如一個以逆時針方向旋轉的巨大漩渦,其浩瀚寬闊足以容納好幾個地球。從照片上還可以分辨出一些環狀結構。仔細研究後,科學家們認為,在木星的表面覆蓋著厚厚的雲層大紅斑是聳立于高空、嵌在雲層中的強大旋風,或是一團激烈上升的氣流所形成的。

在木星上,類似大紅斑的特征還有一些。譬如,在大紅斑的偏南處,有3個白色卵形結構,它們首次出現于1938年。另外,1972年,地面觀測發現木星的北半球上出現一個小紅斑,18個月以後“先驅者10號”到達木星時,發現其形狀和大小幾乎同大紅斑相似。再過一年,“先驅者 11號”經過木星時,這個紅斑竟蹤跡皆無,看來這個紅斑隻存在了兩年左右。

木星上的斑狀結構一般持續幾個月或幾年,它們的共同特點是在北半球作順時針方向旋轉,在南半球作逆時針旋轉氣流從中心緩慢地涌出,然後在邊緣沉降,遂形成橢圓形狀。它們相當于地球上的風暴,不過規模要大得多持續時間也長得多。

木星雲的絢麗多彩,證明木星大氣有著十分活躍的化學反應。在探測器拍攝的照片上,可以看到木星大氣明暗交錯的雲帶圖形。從南極區到北極區依稀可辨17個雲區或雲帶。它們的顏色、亮度均不相同,也許是氨晶體所組成;褐色雲帶的雲層要深些,溫度稍高,因而大氣向下流動;藍色部分則顯然是頂端雲層中的寬洞,通過這些空隙方可看到晴朗的天空。藍雲的溫度最高,紅雲的溫度最低。據判斷,大紅斑是一個很冷的結構。令人不解的是如果按平衡狀態而言,所有的雲彩都應該是白色的,隻有當化學平衡被破壞後,才會出現不同的顏色那麽是什麽破壞了化學平衡呢?科學家們推測,可能是荷電粒子、高能光子、閃電,或是沿垂直方向穿過不同溫度區域的快速物質運動。

大紅斑的橙紅色一直使人困惑不解。有人認為是大紅斑中上升氣流形成的雲中放電現象。為此,美國馬裏蘭大學的一位名叫波南貝羅麥的博士做了一個有趣的實驗。他在一隻長頸瓶中放上木星大氣中存在的一些氣體,如甲烷、氨、氫等,對這些氣體施加電火花作用,結果發現原先無色的氣體變成雲狀物,一種淡紅色的物質沉淀在瓶壁上這個實驗為人們解開大紅斑顏色之謎似乎提供了某種有益的啓示。相當一部分天文學家認為,磷化物可以說明大紅斑的顏色。

自從卡西尼發現大紅斑以來,到今天已有300多年了,它為什麽能持續如此長的時間呢?有人認為木星的大氣又密又厚是大紅斑長壽的主要原因,但這隻是一種猜測。

大紅斑和木星上其他卵形結構的長壽,主要包含兩個問題:一個是這些斑狀結構必須是穩定的,不然它們隻能存在幾天;另一個就是能源問題,一個穩定渦流如果沒有能源維持,很快就會下沉。

木星大紅斑每小時時速可達400千米,而地球上的龍卷風最高時速連它的3/4都達不到,而且持續時間與木星大紅斑大小都比地球龍卷風長和大。至于這是為什麽至今仍是個迷。

美國宇航局通過一系列觀測發現木星大紅斑正處于縮小狀態,未來的時間裏可能變得更小。早在1800年人們就對木星大紅斑進行了觀測,估計直徑大約為40000公裏,美國宇航局1979年和1980年觀測其直徑變為22500公裏,而NASA的觀測發現木星的大紅斑直徑大約為16100公裏,紅斑直徑變得越來越小。

木星的大紅斑其實是一個巨大的超級風暴,可以容納下三至四個地球,自望遠鏡發明以來人們就對木星等天體進行觀測,這也是太陽系中最大的超級風暴,外部出現深紅色,並鑲嵌著淡黃色、橙色和白色結構。圖中顯示的為木星2014年的大紅斑,在1995年、2009年以及2014拍攝的木星大紅斑,我們可以明顯看出其大小正在變小,風暴的速度在每小時數百英裏,其規模在太陽系中堪稱一絕。

對于大紅斑為什麽會出現變小的趨勢,科學家仍然還不得而知,根據最新的估計,其大小可能縮小了1000公裏,大約為621英裏,來自美國宇航局戈達德空間飛行中心的科學家艾米·西蒙認為大紅斑外圍風圈的縮小可能與內部的小型渦流有關,其實這些小渦流是大紅斑的組成部分,如果外部結構變小,說明其內部的渦流受到了某種因素的幹擾,後續的調查計畫將圍繞著木星大氣層內發生變化為主,探索為什麽風暴能量會出現減弱,導致大紅斑萎縮。

除了旅行者探測器曾經對木星進行調查外,美國宇航局的卡西尼探測器也拍攝到木星上的大紅斑,從2012年開始,業餘觀測者也對木星的大紅斑進行調查,他們也發現大紅斑出現了縮小的跡象,其年變化速率大概在500英裏左右,這說明大紅斑的內動力仍然較強,但出現了能量減少的跡象,可能與木星大氣層中發生的某些事件有關聯。

木星環

隨著行星際空間探測器的發射,不斷揭示出太陽系天體中許多前所未知的事實,木星環的發現就是其中的一個早在1974年“先鋒11號”探測器訪問木星時,就曾在離木星約13萬公裏處觀測到高能帶電粒子的吸收特征。兩年後有人提出這一現象可用木星存在塵埃環來說明。可惜當時無人作進一步的定量研究以推測這一假設環的物理性質1977年8月20日和9月5日美國先後發射了“旅行者1號”和“旅行者2號”空間探測器經過一年半的長途跋涉“旅行者1號”穿過木星赤道面,這時它所攜帶的窄角照相機在離木星120萬公裏的地方拍到了亮度十分暗弱的木星環的照片同年7月後其到達的“旅行者2號”又獲得了有關木星環的更多的信息。

根據對空間飛船所拍得照片的研究,現已知道木星環系主要由亮環、暗環和暈三部分組成。環的厚度不超過30公裏亮環離木星中心約13萬公裏,寬6000公裏。暗環在亮環的內側,寬可達5萬公裏,其內邊緣幾乎同木星大氣層相接。亮環的不透明度很低,其環粒隻能截收通過陽光的萬分之一左右。靠近亮環的外緣有一寬約700公裏的亮帶它比環的其餘部分約亮10%,暗環的亮度隻及亮度環的幾分之一。暈的延伸範圍可達環面上下各1萬公裏它在暗環兩旁延伸到最遠點,外邊界則比亮環略遠。據推算,環粒的大小約為2微米,真可算是微粒。這種微米量級的微粒因輻射壓力、微隕星撞擊等原因壽命大大短于太陽系壽命。為了證實木星環是一種相對穩定結構這一說法人們提出了維持這種小塵埃粒子數量的動態穩定的幾種可能的環粒補充源。

木星環比土星暗( 反照率為0.05 )它們由許多粒狀的岩石質材料組成。過去有人猜測,在木星附近有一個塵埃層或環,但一直未能證實。1979年3月,“旅行者1號”考察木星時,拍攝到木星環的照片,不久,“旅行者2號”又獲得了木星環的更多情況,終于證實木星也有光環。木星光環的形狀像個薄圓盤,其厚度約為30公裏,寬度約為9400公裏,離木星12.8萬公裏。光環分為內環和外環,外環較亮,內環較暗幾乎與木星大氣層相接。光環的光譜型為G型,光環也環繞著木星公轉,7小時轉一圈。木星光環是由許多黑色碎石塊構成的,石塊直徑在數十米到數百米之間。由于黑石塊不反射太陽光,因而長期以來一直未被我們發現。

木星的兩極有極光,這似乎是從木衛一上火山噴發出的物質沿著木星的引力線進入木星大氣而形成的。木星有光環,光環系統是太陽系巨行星的一個共同特征,主要由黑色碎石塊和雪團等物質組成。木星的光環很難觀測到它沒有土星那麽顯著壯觀,但也可以分成四圈。木星環約有9400公裏寬,但厚度不到30公裏,光環繞木星旋轉一周 需要大約7小時。

木星有一個同土星般的環,不過又小又微弱。它們的發現純屬意料之外,隻是由于兩個旅行者1號的科學家一再堅持航行10億千米後,應該去看一下是否有光環存在。其他人都認為發現光環的可能性為零,但事實上它們是存在的。這兩個科學家想出的真是一條妙計啊。它們後來被地面上的望遠鏡拍了照。

木星光環中的粒子可能並不是穩定地存在(由大氣層和磁場的作用)。這樣一來,如果光環要保持形狀,它們需被不停地補充。兩顆處在光環中公轉的小衛星:木衛十六木衛十七,顯而易見是光環資源的最佳候選。

伽利略號飛行器對木星大氣的探測發現在木星光環和最外層大氣層之間另外儲存在了一個強輻射帶,大致相當于電離層輻射帶的十倍強。驚人的是,新發現的帶中含有來自不知何方的高能量氦離子。

1979年3月,“旅行者一號”探測器穿越木星赤道平面時,在離地球6億千米處發回大量的珍貴照片。出乎人們所料發現木星和土星一樣也擁有光環。4個月後,旅行者2號探測器飛臨木星證實了這個結論。

木星光環和土星光環有很大不同。木星光環是彌散透明的,由亮環、暗環和暈三部分組成。亮環在暗環的外邊暈為一層極薄的塵雲,將亮環和暗環整個包圍起來。木星環是由大量的塵埃和黑色的碎石組成,不反光,肉眼無法看到以周期為7小時左右的速度圍繞木星旋轉。暗淡單薄的木星環套在龐大的木星身軀上,發現它確實是極不容易的。

木星的帶紋

木星在眾行星中有著突出的特點:質量大、體積大。它的質量是太陽系中其它8顆行星加在一起的二倍半,相當于地球的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樣懸殊。

木星雖然巨大無比,但它的自轉速度卻是太陽系中最快的。自轉周期為9小時50分30秒。如此快速的自轉周期在木星表面造成了極其復雜的花紋圖案,促使氣流與赤道平行,產生了巨大的離心力,兩極相對扁平,赤道隆起並出現與赤道平行的雲帶。木星的雲帶可分為好幾層,雲帶的顏色和溫度不同,有明暗帶的區分亮區的雲層由氨冰組成,顏色鮮明,叫做帶;暗區的雲層由氨化物組成,叫做帶紋。氨化物有各種顏色:白色、橙色、褐色但大部分是紅棕色。

木星極光

木星遠紫外線噴射最新觀測顯示,明亮的木星極光爆發很可能是由行星-衛星互動作用產生的,而不是受太陽活動性影響。研究小組指出,木星極光噴射揭示能量通過木星大磁氣圈傳輸和消散,然而主要的極光噴射是恆穩態行星旋轉的內部驅動,短暫的明亮發光通常被認為是外部太陽風受壓引發。Hisaki探測器和哈勃望遠鏡提供的證據表明,最新觀測到的明亮木星極光實際上是內部驅動所致。強烈噴射從木星極冠區域延伸至木衛一極光跡象附近的緯度,暗示著通過內部等離子迴圈過程,能量快速進入木星極地區域。

木星觀測者知道這顆巨大行星經常出現極光,比地球極光明亮數千倍,並且覆蓋範圍是地球面積數倍,通常他們認為木星極光是太陽帶電粒子與木星磁場發生碰撞所產生的,也可能是由于木星和它的衛星單獨互動作用所致。

但是這些極光耀眼明亮周期類似于地球極光,沒有人能夠明確跟蹤分析究竟是哪一種原因導致的。木星和木衛一互動作用產生的極光現象,木衛一表面火山釋放帶電離子和電子雲,進入木星周邊彌漫強磁場的區域,這裏的磁場是地球磁場強度的數千倍。

伴隨著木星快速旋轉,木星磁場旋轉作用下牽引木衛一物質環繞其周圍,導致木星極地出現強電場。這種加速離子和電子產生強極光現象,幾乎照亮了電磁波譜所有部分,但不包括紫外線、X射線高能波譜帶。

木星是人類迄今為止發現的天然衛星最多的行星,已發現68顆衛星。木星運動正逐漸地變緩。同樣相同的引潮力也改變了衛星的軌道,使它們慢慢地逐漸遠離木星。木衛一木衛二木衛三由引潮力影響而使公轉共動關系固定為1:2:4,並共同變化。木衛四也是這其中一個部分,在未來的數億年裏,木衛四也將被鎖定,以木衛三的兩倍公轉周期,以木衛一的八倍來運行。木星的衛星由宙斯一生中所接觸過的人來命名(大多是他的情人)。

木衛可分為三群:最靠近木星的一群——木衛十六、木衛十四、木衛五、木衛十五和四顆伽利略衛星等8顆軌道偏心率都小于0.01,順行,屬于規則衛星;其餘均屬不規則衛星。離木星稍遠的一群衛星——木衛十三、木衛六、木衛十及木衛七,偏心離為0.11~0.21,順行。離木星最遠的一群——木衛十二、木衛十一、木衛八及木衛九,偏心率0.17~0.38、逆行。木衛一、木衛二、木衛三、木衛四于1610年由伽利略發現,稱為伽利略衛星。1892年巴納德用望遠鏡發現了木衛五其他衛星都是1904年以後用照相方法陸續發現的。“旅行者號”飛船于1979年發現了木衛十四,1980年又先後發現木衛十五和木衛十六。除四個伽利略衛星外,其餘的衛星半徑多是幾公裏到20公裏的大石頭。木衛三較大其半徑為2631公裏。

木星的四個伽利略衛星和木衛五的軌道幾乎在木星的赤道面上。

木衛一

木衛一(Io,水澤女仙伊俄。河神伊那科斯Inachus的女兒,宙斯情人之一),是16顆衛星中最著名的一顆,離木星很近,平均距離約42萬千米。它的體積並不是很大直徑約3630千米,密度和大小有些類似月球,呈球狀,整個表面光滑而幹燥,有開闊的平原、起伏的山脈和長數千千米、寬百餘千米的大峽谷,還有許多火山盆地。它的顏色特別的鮮紅,比火星還紅,可能是太陽系中最紅的天體,上空由稀薄的二氧化硫大氣及鈉雲所包圍,並有很頻繁的火山活動。

旅行者1號探測器在木衛一的表面共發現了9座火山,火山的噴發高度為70~300千米,噴發速度平均每秒1000米,比地球火山爆發大。這些火山不斷地噴出由二氧化硫組成的煙,降落在木衛一的表面,木衛一表面溫度是-150度左右,而火山周圍大約17度。這些煙是木星磁層中許多粒子的主要來源,也就是木星磁層中輻射帶最強的部分。木衛一是迄今在太陽系中所觀測到的火山活動最為頻繁和激烈的天體,也是航天探測器在地面板測到的第一個有火山活動的天體,木衛一的火山活動劇烈是因為後方的木衛二與前方的木星對木衛一的引力產生的潮汐作用很強,前拉後扯使木衛一內部的物質不斷的翻攪,就像一個要被扯破的湯圓一樣。

木衛二

木衛二(Europa,腓尼基公主歐羅巴,國王阿革諾耳Agenor的女兒,宙斯情人之一),是一顆體積比月球略小,但密度和月球差不多,表面非常光滑,被大量的冰覆蓋著,好像是一個冰與奶油朱古力混合而成的大球體。它的直徑3138千米,所以從望遠鏡中看是一顆顯得非常明亮的天體。木衛二的另一特征是冰面上布滿了許多縱橫交錯、密如蛛網的明暗條紋,很可能是冰層的裂縫。在木衛二的表面覆蓋一層50千米厚的冰層,冰層下有一層厚度97千米的海洋,也許這就是木衛二的表面如此光滑,反照率又這麽高的原因。木衛二是太陽系儲水量最大的衛星,並且很可能有生命存在。

木衛三

木衛三(Ganymede,伽倪墨得斯,特洛伊王子,宙斯的酒童 ) ,是木星最大的一顆衛星,同時也是太陽系最大的衛星,直徑5262千米,水星的直徑為4878千米,它的體積比水星大,但是質量遠不能比。它是表面呈黃色,可分為蓋滿冰層的明亮區和冰上堆積著岩質灰塵的黑暗區,並有幾處橫向錯開的斷層、線狀地形、互相平形的山脊與深溝。這些線狀地形互相重疊,顯示它們形成的年代不同。因此天文學家推斷,木衛三可能曾經發生過類似地球的板塊活動。

木衛四

木衛四(Callisto,寧芙仙子卡利斯托,月亮與獰獵女神阿耳忒彌斯Artemis的侍女,宙斯的情人之一) ,直徑4800千米,比水星小78千米,它的表面布滿了密密麻麻的隕石坑,最明顯的特征是一個像牛眼似的白色核心,外面被一層圓環包圍著,類似同心圓盆地,直徑達600~1500千米。木衛四除了坑洞以外再也找不到其他特殊的地形,因而推斷它是太陽系中最古老的衛星表面,在如今還有內部活動。

木衛五

木衛五【Amalthea,山羊仙女阿瑪爾忒亞,她原形為一隻母山羊,並曾用自己的羊奶養育幼年宙斯。除木衛五外,羊神星(113號小行星)也被命名為Amalthea】,是天文學家巴納德于1892年在木衛一的軌道內發現的,形狀呈卵形,平均寬度98公裏“旅行者1號”發現它為淺灰色上有一個長約130公裏、寬200~220公裏的微紅區域木星光環正位于木衛五的軌道裏。

木衛六十三

木衛六十三(S/2003J23)是環繞木星運行的一顆衛星,于2003年被發現。直徑約為500米,密度約為2.6克/立方釐米,質量約為1.00*10的16次方千克。距離木星2000萬千米。反射率低,僅為4%.圖中所示的天體即為木衛六十三。

木星發現

木星(a.k.a. Jove; 古希臘人稱之為 宙斯)是上帝之王,奧林匹斯山的統治者和羅馬國的保護人,它是Cronus(土星)的兒子。

木星是天空中第四亮的物體(次于太陽,月球和金星;有時候火星更亮一些)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;由于伽利略直言不諱地支持哥白尼的理論而被宗教裁判所逮捕,並被強迫放棄自己的信仰,關在監獄中度過了餘生 。

地面觀測

一般小型的雙筒望遠鏡可以看到木星以及身旁的四大衛星,因為他的光度十分明亮,所以即使是在大都市中也可以在夜空中找到他的位置。在小型天文望遠鏡中,可以看到木星較清晰的結構如大紅斑以及與四大衛星,且衛星與木星的相對位置會隨時間而改變,就像一個"小太陽系"一樣,十分有趣。

先驅者號

美國宇航局于1972年3月發射了“先驅者”10號探測器,這是第一個探測木星的使者,它穿越危險的小行星帶和木星周圍的強輻射區,經過一年零九個月,行程10億千米,于1973年10月飛臨木星,探測到木星規模宏大的磁層研究了木星大氣傳回了三百多幅木星圖形。

1973年4月美國又發射了“先驅者”11號探測器,1974年12月5日到達木星它離木星表面距離最短是隻有4.6萬千米,比“先驅者”10號更近。送回了有關木星磁場、輻射帶、中立、溫度、大氣結構等情況,並觀測到了木星南極地帶。

旅行者號

1977年8月20日和9月5日,美國先後發射了旅行者2號和1號探測器這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行。擔負探測太陽系外圍行星的任務發射一百天後,旅行者1號超過旅行者2號,並先期到達木星考察。1979年3月5日,旅行者1號在距木星27.5萬公裏處與木星會合,拍攝了木星及其衛星的幾千張照片並傳回地球。通過這些照片可以發現木星周圍也有一個光環,還探測到木星的衛星上有火山爆發活動。旅行者2號于1979年7月9日到達木星附近,從木星及其衛星中間穿過,在距木星72萬公裏處拍攝了幾千張照片。

伽利略號

“伽利略”號探測器于1989年升空,1995年12月抵達環木星軌道。它旅行了28億英裏,它的終結日期比原來預計的晚了六年。伽利略號繞木星飛行了34圈,獲得了有關木星大氣層的第一手探測資料,在1995年將一個探測器放到了木星上。它發現在木星的衛星歐羅巴Europa)、Ganymede、Callisto的地下有鹹水,還發現木星衛星上有劇烈的火山爆發。

“伽利略”號探測器在2003年年9月21日墜毀于木星,以此結束其近14年的太空探索生涯。這將是美國宇航局自1999年以來首次控製探測器在地球之外的天體上墜毀。

朱諾號

美國宇航局2008年11月宣布,已將木星定為下一個探索天空的遠大目標,NASA將在2011年8月發射一個新的木星探測器“朱諾”,展開對木星的深入探測,該探測器首先繞地球運行至2013年,利用地球引力將“朱諾”彈射到外太陽系;預計在2016年中期到達木星軌道。此後,“朱諾”每年大約繞木星運轉32圈,探測木星內部的結構情況;測定木星大氣成分;研究木星大氣對流情況以及探討木星磁場起源和磁層,通過它的探測,科學家希望了解木星這顆巨行星的形成、演化和本體內部結構以及木星衛星等。全部任務計畫于2017年10月結束。

相關研究

對木星的考察表明:木星正在向其宇宙空間釋放巨大能量。它所放出的能量是它所獲得太陽能量的兩倍這說明木星釋放能量的一半來自于它的內部。木星內部存在熱源。

眾所周知,太陽之所以不斷放射出大量的光和熱,是因為太陽內部時刻進行著核聚變反應,在核聚變過程中釋放出大量的能量。木星是一個巨大的液態氫星球,本身已具備了無法比擬的天然核燃料,加之木星的中心溫度已達到了28萬K,具備了進行熱核反應所需的高溫條件。至于熱核反應所需的高壓條件,就木星的收縮速度和對太陽放出的能量及攜能粒子的吸積特徵來看,木星在經過幾十億年的演化之後,中心壓可達到最初核反應時所需的壓力水準。

一旦木星上爆發了大規模的熱核反應,以千奇百怪的旋渦形式運動的木星大氣層將充當釋放核熱能的“發射器”所以,有些科學家猜測,再經過幾十億年之後,木星將會改變它的身份,從一顆行星變成一顆名副其實的恆星。

木星和太陽的成分十分相似,但是卻沒有像太陽那樣燃燒起來,是因為它的質量太小。木星要成為像太陽那樣的恆星,需要將質量增加到如今的100倍才行,根據天文學家的計算,隻有質量大于太陽質量的7%,才能進行聚變反應,發出光和熱。

吞噬作用

木星的引力很大,使很多的彗星偏離了軌道,撞擊木星。如果沒有木星的話,我們生活的地球可能早就被彗星撞擊了。人類也可能在很久以前就滅絕了。

吞過很大的行星

據《每日郵報》報道,木星是太陽系中最大的一顆行星,科學家研究發現,它體型如此巨大的原因是它曾吞噬一個相當于地球10倍大小的行星。

木星的體積是地球的1316倍,然而根據宇宙飛船的測量結果,這個龐然大物卻有一個非常小的核心,隻有地球核心的10倍重。

科學家認為,木星曾與一個相當于地球10倍大的星體碰撞,它的核心中的金屬等重元素物質在劇烈的撞擊中汽化,與大氣中的氫氣和氦氣混合在一起,這也是木星大氣層密度較大的原因。而那顆本可以成長為大型行星的星體則在這場碰撞中被木星吞噬殆盡。

這個最新研究成果揭示了在太陽系形成之初,各個行星之間曾經展開殘酷而激烈的“生存競爭”。當時的太陽系是一個弱肉強食的戰場,小行星之間不斷發生碰撞結合,產生的較大行星則繼續吞噬其它小行星。

事實上我們的地球也是在這樣的過程中誕生的,兩顆體積相當于火星和金星的星體撞擊在一起,形成早期的地球和月球,當時地球的溫度達到7000攝氏度岩石和金屬都被熔化。

格雷戈裏-勞克林,他對系外行星進行研究後發現,許多恆星系統在水星軌道這個位置上非常擁擠,比如擁有巨型氣態行星、超級地球等等,但我們的太陽系在水星軌道之內幾乎什麽也沒有。似乎太陽系與其他恆星系統有著本質的區別,完全不像其他恆星系統的模式。科學家認為這一切形成的原因可能來自木星,在太陽系形成時巨大的木星向內側旋轉,憑借自身強大的引力形成“大粘性”機製,改變了早期天體的分布。

原始太陽系內的原行星和小行星都被卷入了木星的引力範圍,造成太陽系內許多軌道上都處于“真空”狀態,很容易摧毀太陽系內的許多原始天體。“大粘性”機製認為木星在太陽系形成早期扮演了絞肉機的角色,為地球和火星的形成掃清了軌道。目前太陽系內至少缺少兩種天體,一種超級地球,質量比地球大數倍;另一種是軌道半徑極短的巨型氣態行星。這兩種天體在太陽系外的恆星系統中較為常見。

撞擊事件

1994年撞擊

1993年3月24日,美國天文學家尤金·蘇梅克和卡羅琳·蘇梅克以及天文愛好者戴維·列維,利用美國加州帕洛瑪天文台的46釐米天文望遠鏡發現了一顆彗星,遂以他們的姓氏命名為蘇梅克-列維9號彗星。這顆彗星被發現一年零兩個多月後,于1994年7月16日至22日,斷裂成21個碎塊,其中最大的一塊寬約4公裏,以每秒60公裏的速度連珠炮一般向木星撞去。

根據對蘇梅克-列維9號彗星運行軌道進行的計算,這顆彗星曾于1992年7月8日運行到距木星表面僅4萬公裏的位置由于受木星引力的影響彗核斷裂成21個可反光的碎塊,遠遠望去像是一串光彩奪目的珍珠懸掛在茫茫宇宙中。

天文學家們推測,這顆彗星環繞木星運行大概已有一個多世紀了,由于它距離地球太遙遠、亮度太暗淡而久久未被發現。據當時推測,太陽系外圍有一個由數十億顆彗星構成的彗星帶,由于過往星體產生的引力攝動的原因不時有一些彗星脫離彗星帶而進入太陽系。有的彗星像匆匆過客,隻是從太陽系掠過,然後再回到外層空間。有的彗星則像哈雷彗星一樣被吸進太陽系軌道作周期性運行。蘇梅克-列維9號彗星就是被木星軌道捉住的一個“不速之客”。

這次彗木相撞的撞擊點正好在相對于地球的背面陰暗處,人們在地球上無法直接觀察到撞擊的情況。但是木星周圍有16顆衛星和兩道暗淡的光環,科學家們可以觀察到撞擊對木星的衛星和光環產生的反光效應。此外,木星的自轉周期為9小時56分鍾,眾多的撞擊點可以隨著木星的快速自轉運行到面對地球的位置,使人類每隔20分鍾左右就能觀察到撞擊後出現的蘑菇狀煙雲和其他效應。

蘇梅克-列維9號彗星的第一塊含有岩石和冰塊碎片于格林尼治時間7月16日20時15分以每小時21萬公裏的速度落入木星大氣層,釋放出相當于6萬億噸TNT炸葯的能量。撞擊後產生的多個火球綿延近2000公裏,發出強光,是人類有史以來見過最強烈的光,瞬間溫度3萬度。科學家們通過天文望遠鏡,看到木星表面升騰起寬闊的塵雲,高溫氣體直沖至2000公裏的高度,並在木星上留下了如地球大小的撞擊痕跡。在彗木相撞前的一段時間裏,木星發出的強電磁波比平時強9倍,撞擊時濺落點溫度瞬間上升到3萬攝氏度。

2009年撞擊

7月21日,據國外媒體報道,澳大利亞一位業餘天文愛好者安東尼·衛斯理,在當地時間20日凌晨1點利用自家後院的14.5英寸反射式望遠鏡發現木星被彗星或者小行星撞擊,在木星表面留下地球般大小的撞擊痕跡。安東尼·衛斯理介紹說,他起初曾認為該斑點是木星的一顆衛星,但隨後的進一步觀測表明,其運動軌跡與任何一顆已知的木星衛星的均不相同除此之外,這一斑點所處的位置和形狀也顯示,不可能是某顆木星衛星投下的陰影,故推斷為是一次撞擊事件這個撞擊木星的星體本身直徑可能僅有80至160千米左右當時該星體撞向木星的速度可能為50-100千米/每秒。此次撞擊事件應該發生在兩天以內。人們仍然可以在未來幾天觀察到撞擊發生以後木星的變化。

幾小時以內,衛斯理發布的照片就遍布科學網站。這一發現在空間觀察領域掀起軒然大波美國航空航天局噴氣推進實驗室在20日晚上9點證實了衛斯理的發現,並于21日證實木星在過去相當短一段時間內再次遭遇其他星體撞擊,使木星南極附近落下黑色疤斑撞擊處上空的木星大氣層出現一個地球大小的空洞。據報道,美國航天局仍在繼續追蹤觀測木星以獲取更多信息,包括證實撞擊物究竟是彗星還是其他物質。由于此次相撞的時間很可能與15年前的彗木相撞重合,科學家還希望研究其間是否存在某種規律。

2010年撞擊

根據產生的閃光亮度推測這可能是一顆直徑在10米,約33英尺大小的天體。

2014年撞擊

美國業餘天文學家在周一凌晨發現木星高層大氣中出現神秘的亮光,通過對照片的分析後推測這很可能是大型流星或者彗星撞擊木星的情景。到目前為止,專業天文學家似乎也認同了這個觀點。美國國家航空航天局的科學家艾米西蒙·米勒(Amy Simon Miller)介紹認為我們還需要等待進一步的官方訊息。僅在過去的三年中,我們就觀測到木星已經受到三次天體撞擊事件,本次或將是第四次。

通過業餘的天文望遠鏡就可以觀測到距離我們4.54億英裏,約7.30億公裏的撞擊事件,本次撞擊可能是一個重要事件。艾米西蒙·米勒同時也是馬裏蘭州戈達德航天飛行中心行星系統實驗室主任,他認為雖然我們還不知道撞擊天體的大小或者撞擊的具體情況,但是根據2010年撞擊事件產生的閃光亮度推測這可能是一顆直徑在10米,約33英尺大小的天體。與此相反,在2009年發生的撞擊事件中,可能是一顆直徑達到200至500米的天體。

業餘天文學家丹·彼得森(Dan Peterson)通過12英寸的望遠鏡捕捉到木星受到彗星或者大型流星撞擊的鏡頭,並推測其為一顆我們未觀測到的一顆彗星,然而它已經成為了歷史。大型流星或者彗星撞擊木星後是否會留下痕跡呢,美國國家航空航天局科學家米勒認為天文學家可通過尋找木星大氣頂層出現的黑暗標記,撞擊產生的影響會在木星大氣中形成煙塵。

當然這樣的黑暗標記隻通過大型望遠鏡才能具體觀測到,專業天文望遠鏡和哈勃軌道望遠鏡可以確認木星大氣頂層出現的異常現象。但本次發現木星大氣頂層的彗星撞擊痕跡也是首次由業餘天文學家所觀測到。科學家認為木星受到的天體撞擊事件可能更加頻繁,早在1994年蘇梅克列維9號彗星分裂成21塊碎片,以21萬公裏每小時的速度撞擊木星南半球大氣層。

天文學家的觀測結果認為小型天體對木星的影響是相當普遍的,事實上,小型天體撞擊木星事件可能每周都會發生一次,相當地頻繁。許多擁有精良觀測裝備的業餘天文愛好者,如彼得森這樣可定期觀測木星。科學家們希望能充分掌握位于木星軌道附近的流星數量,根據2010年的觀測記錄顯示木星周圍存在非常多的小型天體,它們可能對木星造成潛在的影響。

紫外線極光

當來自太陽的帶電粒子經過地球的極點並且與上層大氣相互作用時就會發生壯觀的極光現象。科學家稱,類似的過程已經在太陽系的其它星球上觀察到,而且木星上的極光亮度超過地球極光的100倍。

科學家們正第一次尋找外星星球上存在極光現象的證據。研究使用了波蘭的低頻射電望遠鏡來觀察最可能由系外行星上的強大極光導致的電波發射。

這項研究的首席作者,萊切斯特大學的喬納森-尼克爾斯在一份聲明中說道:“這些結果有力的表明極光確實在太陽系外的星球上發生,而且極光電波的發射強大到足以穿過遙遠的星際距離被探測到,而且系外星球上的極光是木星極光亮度的10萬倍。

木星的極光是由木衛一噴射的帶電粒子的互動作用以及木星自身的旋轉導致的,與地球類似,這樣的極光也曾在土星上觀察到。

是這些最新的發現表明系外星球上的極光或許並非是由太陽風中的帶電粒子所導致的。相反的是,尼克爾斯的研究表明那些被稱作棕矮星上的極光或許表現的更像木星的極光。

通過研究這些電波發射,科學家們將更深入了解一顆星球的磁場強度以及它如何與母恆星相互作用,還能了解它是否擁有衛星甚至是它一天的時長。

鑽石海洋

木星或土星上存在鑽石海洋?

天體物理學家聲稱,鑽石或許像降雨一樣從氣體巨星木星和土星的天空中落下。他們估計太陽系這兩顆最大星球上的條件足以產生由鑽石組成的穩定海洋。

天文學家稱,木星上的碳或許會被壓碎並融化形成鑽石海洋。

天體物理學家聲稱,這些星球上強大的雷雨導致碳粒子形成,隨著碳的降落,它就被存在于兩顆星球上的巨大壓力形成稠密的鑽石塊。科學家稱,隨著不斷的深入,鑽石將最終融化形成液體鑽石,這些液體鑽石或許會形成穩定的海洋。威斯康辛大學的Kevin Baines博士與加州特種工程研究所的Mona Delitsky博士一起進行了這項研究。Baines博士說道:“在土星和木星上,或許存在鑽石雨或者鑽石海洋。之前隻有天王星和海王星被認為在內部擁有條件在核心形成鑽石。”

Baines博士和Delitsky博士計畫在美國天文協會的年度行星科學部會議上提出他們的發現。他們通過實驗收集了鑽石在極端高壓和高溫下的狀態變化資料。他們計算出了每顆星球上鑽石達到熔點的海拔高度。他們聲稱,雖然木星上的大部分鑽石材料都將融化形成液體,但在土星上或許存在著大塊的鑽石。他們認為,在太陽系其它氣體巨行星上,鑽石不太可能形成液態海洋,比如說天王星和海王星,這些星球很可能在核心擁有固體鑽石晶體。

Delitsky博士說道:“木星的內部的熱量似乎足以達到液態鑽石的要求,而土星內部的溫度和壓力能夠使碳以液體鑽石的形態存在。”科學家認為,土星上的雷暴將甲烷等氣體分解成它們的構成原子來產生碳。兩年前,科學家們曾聲稱他們已經發現了一顆五倍地球大小的行星,而且幾乎完全由鑽石組成。也有人提出,距離地球40光年外另一顆擁有厚厚鑽石層的星球或許也是由氣體構成的。無論如何,對于那些想要尋找更多鑽石的人們來說,將目光投向我們自己的太陽系之外或許是值得的。

遭不明物體碰撞

2016年3月31日,太陽系行星木星遭到不明物體碰撞,此事件在天文學界引起了熱議。

一位名叫佩雷特的天文學家指出,通過觀察和分析影片,不明物體應該就是小行星或小型彗星。他說:“木星位于小行星帶的邊緣,而且其因為體型龐大,引力也非常大。因此會將附近的天體拉向自身。”

佩雷特同時表示,雖然此次碰撞木星的物體體型很小,但碰撞力度一定很大。他指出,因為在木星上碰撞的速度是地球上的約五倍,就算是一個小石塊,也能引起巨大的沖擊力。但他同時也表示,盡管威力很大,但此次的碰撞也不會在木星大氣頂端造成任何肉眼可見的破壞。

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