太阳系中最大的行星是什么(详解木星的10个秘密)

 2022-12-17 08:41:47    47  

木星(Jupiter)的名字恰到好处,它以罗马神话中的众神之王为名。它有着巨大的质量,强大的磁场,以及比太阳系中的任何行星都更多的卫星。尽管在古代天文学家就已经知道它的存在了,但是望远镜的发明和现代天文学的出现让我们对这个气态巨星有了更多的了解。

简而言之,关于木星这个气体巨行星有无数有趣的真相,却不为人知。今天,我们在天文在线冒昧地列出了10件特别有趣的事情,这一定会让你着迷,还会让你大吃一惊。你以为你知道木星的一切?再想想!

太阳系中最大的行星是什么(详解木星的10个秘密)-第1张图片

1.木星巨大无比

木星是太阳系中最大的行星,这显而易见。但是这种说法还不够准确。其一,木星的质量是地球的318倍,而且,它实际上还是太阳系所有其它行星质量之和的2.5倍。不过还有一件有意思的事情...

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图注:木星是太阳系其它行星质量之和的2.5倍。图片来源:美国宇航局NASA

如果木星质量再大一些,它的形状则会变小。额外的质量会使得木星密度增大,过大的密度会让它开始收缩。不过天文学家们预测木星可能要达到当前质量的四倍才会变化,否则都将保持大小不变。

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2.木星无法成为恒星

天文学家称木星为失败的恒星,这种说法并不贴切。尽管木星确实像恒星一样富集氢氦,但是它的质量还不足以在核心引发核聚变。恒星就是这样产生能量的,通过聚集氢原子,在高压高热的情况下生成氦原子,在过程中释放光和热。

只有巨大的引力才能完成核聚变。木星至少要达到当前质量的70倍,才能引发核聚变,成为恒星。如果让数十个木星撞击在一起,你也许有机会创造新的恒星。不过现在,木星还将保持着巨型气态行星的身份,无望成为恒星。抱歉,木星!

太阳系中最大的行星是什么(详解木星的10个秘密)-第4张图片

3.木星是太阳系中自转最快的行星:

尽管木星的体积和质量都很大,但它的移动速度确实很快。事实上,木星以12.6千米/秒(约7.45米/秒)或45300千米/小时(28148英里/小时)的旋转速度,只需要大约10个小时就可以完成绕轴的完整旋转。因为自转速度过快,木星的两极已经略有变平,而赤道处却在膨胀。

事实上,木星赤道上的点比两极离中心远4600多千米。换句话说,木星的极地半径为66854±10千米(对地球而言偏差为10.517千米),而赤道的直径为71492±4千米(对地球而言偏差为11.209千米)。快速的自转也有助于木星产生强大的磁场,提高其周围危险的辐射。

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4. 木星上的云层厚度只有50千米:

没错,我们所看到的的木星上那些美丽云层和旋转的风暴只有大约50千米厚。它们是氨晶体分解形成的两个不同的云层。天文学家认为较暗的物质是来自木星深层的化合物,当它们与阳光反应时就会改变颜色。但是在这些云层下面,只有无尽的聚在一起的氢和氦。

旅行者1号于1979年3月5日拍摄的木星红斑图像在1998年11月6日进行了重新处理,并重新记录至MDA胶片记录仪(MRPS ID# 93779)上。原始的视象管图像大小为800行,每行800像素。

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图解:1979年3月5日拍摄的木星巨大的红斑。图片来源:美国宇航局NASA GSFC/NASA/JPL

5. 大红斑的存在由来已久

木星上的大红斑是它最为人知的特征之一。这个持续的反气旋风暴位于木星赤道以南,直径为24000千米,高度为12~14000千米。故而它大到足以容纳两三个地球直径大小的行星。早在17世纪就有人发现了大红斑,它存在至少有350年的历史了。

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1665年,意大利天文学家乔瓦尼·卡西尼首次发现了大红斑。到了20世纪,天文学家开始用理论证明这是一场由木星的混乱且快速移动的大气造成的风暴。旅行者1号证实了这一理论,在1979年3月,当时旅行者1号正在飞越火星,它近距离观察了这个巨大的红斑。

然而,自那时起,它似乎一直在缩小。根据卡西尼的观测,在17世纪,它的大小预计为4万公里,几乎是现在的两倍。天文学家不知道它是否会完全消失,也不知道它什么时候会完全消失,但他们相对肯定的是,会有另一个红斑会在木星的其他地方出现。

6. 木星也有光环

当人们想到行星光环时,自然而然地会想到土星。但事实上,天王星和木星都有自己的光环。木星光环是第三组为人们发现的光环(在其他两组之后),因为它们特别微弱。木星的光环由三个主要部分组成——一个称为光晕的内环,一个相对明亮的主环和一个相对暗淡的外环。

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图解:木星光环系统的图示,其由四种主要成分组成。为了方便描述,图中墨提斯(木卫十六)和阿德剌斯忒亚(木卫十五)与光环共享轨道。来源:美国宇航局NASA/JPL/Cornell University

人们普遍认为,这些光环是由木星的卫星在受到陨石撞击时喷出物质而形成的。特别是主光环,人们认为它是由木卫十五和木卫十六的物质组成,而忒拜(木卫十四)和阿曼尔提亚(木卫五)则产生了组成暗淡的尘埃环的两种不同物质。

由于木星强大的引力影响,这些物质落入环绕木星的轨道(而不是回到原本的卫星上)。当一些物质转向木星的同时,额外的撞击又增加新的物质,这个光环也会消耗和定期补充。

7. 木星的磁场比地球强14倍:

指南针在木星上确实有用。因为它有着太阳系中最强的磁场。天文学家认为,磁场是由液态金属氢核内的涡流,也就是导电物质的旋转运动产生的。这种磁场会捕获木卫一火山喷发时产生的二氧化硫颗粒,二氧化硫颗粒会电离产生硫离子和氧离子。再加上来自木星大气层的氢离子,它们在木星的赤道平面上形成了一个等离子层。

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图解:木星的磁场和协同旋转加强了电流。图片来源:Wikipedia Commons/Ruslik0

在更远的地方,磁层与太阳风的相互作用会产生弓形震波,这是一种危险的辐射带,会对航天器造成损害。木星的四颗最大的卫星都在磁层内运行,磁层保护它们免受太阳风的影响,但也使得在它们的表面建立极地的可能降低。木星的磁层也造成了木星极地地区强烈的无线电辐射。

8. 木星有79个卫星:

在写这篇文章的时候,木星有79颗已确认和命名的卫星。然而,据估计,木星有200多颗天然卫星环绕着它。它们的直径几乎都不到10公里,直到1975年第一艘宇宙飞船(先锋10号)抵达木星后天文学家才慢慢开始发现。

然而,它也有四个主要的卫星,统称为伽利略卫星(因为伽利略首次发现它们)。按照离木星的距离,它们分别是伊奥(木卫一)、欧罗巴(木卫二)、盖尼米得(木卫三)和卡里斯托(木卫四)。这些卫星是太阳系中最大的卫星,加尼米德(木卫三)是最大的一个,直径为5262公里。(木星卫星大多以罗马神话中神王Jupiter的相关人物命名)

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图解:木星和伽利略卫星。图片来源:美国宇航局NASA

9. 宇宙飞船造访木星7次:

1973年12月,美国宇航局的先锋10号宇宙飞船首次造访木星,1974年12月,先锋11号宇宙飞船又造访了木星。然后是1979年,旅行者1号和2号在航行中掠过木星。这之后是一段很长的间歇,直到1992年2月尤利西斯号到达木星,接着是1995年的伽利略号太空探测器。然后卡西尼号在2000年前往土星的途中掠过木星。最后,美国宇航局NASA的新视野号宇宙飞船在2007年也造访了木星。这是最近一次飞越木星的任务,但肯定不会是最后一次。

太阳系中最大的行星是什么(详解木星的10个秘密)-第11张图片

10. 你可以用自己的眼睛看到木星:

在地球的天空中,木星是太阳系中第三亮的天体,仅次于金星和月球。很有可能,你在天空中看到了木星,却不知道你看到的是什么。在天文在线上,我们要教导读者,让读者知道在夜空中发现木星的最佳时机是什么时候。

如果你看到天空中有一颗非常亮的星星,那么你看到的很可能就是木星。如果你认识一个有望远镜的人,那就更好了。使用适当的放大倍数,你甚至可以发现环绕它的小光斑,也就是它的伽利略卫星。想象一下,你会知道伽利略在1610年凝视这颗行星时所做的事情。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. Maurice- universetoday

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