木星
The Jupiter
    木星是距离太阳的第五颗行星,木星是太阳系中最大的行星,它的体积超过地球的一千倍,质量超过太阳系中其他八颗行星质量的总和。与其他巨行星一样,木星没有固态的表面,而是覆盖着966公里厚的云层。通过望远镜观测,这些云层就象是木星上的一条条绚丽的彩带。因为绕行天球一周为12年,与地支相同,所以中国古代用它来纪年,因而称为岁星。
概述 物理性质 木星的卫星 慧木相撞 人类探索 故事和神话
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概述:
    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318倍,而体积则是地球的1300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,所以木星并不是正球形的,而是两极稍扁,赤道略鼓。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)。木星主要由氢气和氦气组成,中心温度估计高达30500℃。
    木星表面有一个大红斑,从东到西有40000千米,从北到南有13000千米,面积大约453250000平方千米。对于它是什么目前仍有争论,很多人认为它是一个永不停息的旋风,它的范围可以吞没3个地球。
物理性质:
    木星是一个巨大的液态行星,最外层是木星的大气。随着深度的增加,氢逐渐过渡为液态。在离木星大气云顶一万千米处,液态氢在高压和高温下成为液态金属氢。据推测,木星的中央是一个由硅酸盐岩石和铁组成的核,核的质量约是地球质量的10倍。
木星的大气
    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%左右的其它气体,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,但天王星及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」。这是一个朝着顺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世纪的卡西尼或胡克发现的,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,天文学家过哈勃望远镜发现大红斑以南形成一个小白斑,至2006年初开始跟大红斑相同之颜色,目前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。
木星的光环
    光环系统是太阳系巨行星的一个共同特征,主要由细小的石块和雪团等物质组成。和绚烂多姿的土星光环相比,木星的光环则显得黯淡了很多,但也可以分成四圈。木星的光环很难观测到,人类直到1979年旅行者一号飞临木星系的时候才发现木星环的存在。
    木星环约有6500千米宽,但厚度不到10千米。由大量尘埃和黑色碎石组成。以7小时一个周期围绕木星旋转。
磁场
    木星具有比地球强大得多的磁场,它的磁层向太阳相反方向可延伸达6亿5千万千米,甚至超过土星的轨道。而面向太阳方向也有数百万千米厚。因此木星的卫星全都位于它的磁层之中,这或许正是造成木卫一表面许多活动的原因。类似地球的范爱伦辐射带,伽利略号的大气探测器在木星环与高层大气之间新发现一个强幅射带,比范爱伦辐射带强10倍左右,其中有的高能氦离子。
    跟地球一样,木星的两极也有极光,这有认为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。
木星的卫星:
    木星是人类迄今为止发现的天然卫星最多的行星,目前已发现63颗卫星,俨然一个小型的太阳系:木星系。1610年1月,意大利天文学家伽利略最早以望远镜发现木星最亮的四颗卫星,并被后人称为伽利略卫星。它们环绕在离木星40~190万千米的轨道带上,由内而外依次为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四,然而近年中国有天文史学家提出在公元前364年,甘德以肉眼发现木卫三但直至现时还未被公认。在1892年巴纳德以望远镜肉眼观测发现木卫五后,木星的其它卫星皆透过照相观测或行星际探测器的相片发现。
    在以后的几个世纪中(至1950年代),人们又接连发现了12颗较大的卫星,使木星卫星的总数达到了16颗。直至1979年美国旅行者一号1995年伽利略号等飞临木星系的时候,又发现了许多更细小的、离木星更远的天然卫星,使人类所知的木星系卫星总数达到63个,成为太阳系拥有最多天然卫星的行星,这数字还很有可能继续增加。
木星卫星列表
名称    别称      编号      直径(km)    质量(kg) 轨道半径(km) 轨道周期(日) 倾度(°) 偏心率 群
木卫一   艾奥      1        3643      0.9E+22 421 800   1.769    0.036°  0.0041 伽利略卫星
木卫二   欧罗巴     2        3122      0.5E+22 671 100   3.551    0.469°  0.0094 伽利略卫星
木卫三   盖尼米得    3        5262      1.5E+22 1 070 400  7.155    0.170°  0.0011 伽利略卫星
木卫四   卡利斯托    4        4821      1.1E+22 1 882 700  6.690    0.187°  0.0074 伽利略卫星
木卫五   阿曼尔提亚   5        262×146×134  0.2E+18 181 400   0.498    0.388°  0.0031
木卫六   希马利亚    6        170       0.7E+18 11 461 000  250.560   27.496° 0.1623
木卫七   艾拉华     7        86       8.7E+16 11 741 000  259.640   26.627° 0.2174
木卫八   帕西法尔    8        60       3.0E+16 23 624 000  743.630   151.431° 0.4090 Pasiphaë
木卫九   希诺佩     9        38       0.7E+16 23 939 000  758.900   158.109° 0.2495
木卫十   丽西提亚    10       36       0.6E+16 11 717 000  259.200   28.302° 0.1124
木卫十一  加尔尼     11       46       1.3E+16 23 404 000  734.170   164.907° 0.2533
木卫十二  安纳金     12       28       0.3E+16 21 276 000  629.770   148.889° 0.2435
木卫十三  雷塔      13       20       0.1E+16 11 165 000  240.920   27.457° 0.1636 Himalia
木卫十四  亚特斯提尔   14 S/1979 J 2  110×90     0.1E+18 221 900   0.675    1.070°  0.0177
木卫十五  阿德拉斯蒂尔  15 S/1979 J 1  26×20×16   7.5E+14 129 000   0.298    0.054°  0.0018
木卫十六  墨提斯     16 S/1979 J 3  43       1.2E+16 128 000   0.295    0.019°  0.0012 Amalthea
木卫十七  Callirrhoe   S/1999 J 1   9        0.9E+14 24 103 000  758.770   147.158° 0.2828
木卫十八  Themisto    S/1975 J 1   8        0.7E+14 7 284 000  130.020   43.259° 0.2426 Themisto
S/2000 J 1
木卫十九  Megaclite   S/2000 J 8   5        0.2E+14 23 493 000  752.880   152.769° 0.4197
木卫二十  Taygete    S/2000 J 9   5        0.2E+14 23 280 000  732.410   165.272° 0.2525
木卫二十一 Chaldene    S/2000 J 10   4        7.5E+12 23 100 000  723.700   165.191° 0.2519
木卫二十二 Harpalyke   S/2000 J 5   4        0.1E+14 20 858 000  623.310   148.644° 0.2268 Ananke
木卫二十三 Kalyke     S/2000 J 2   5        0.2E+14 23 566 000  742.030   165.159° 0.2465
木卫二十四 Iocaste    S/2000 J 3   5        0.2E+14 21 061 000  631.600   149.429° 0.2160
木卫二十五 Erinome    S/2000 J 4   3        4.5E+12 23 196 000  728.510   164.934° 0.2665
木卫二十六 Isonoe     S/2000 J 6   4        7.5E+12 23 155 000  726.250   165.268° 0.2471
木卫二十七 Praxidike   S/2000 J 7   7        0.4E+14 20 907 000  625.380   148.967° 0.2308
木卫二十八 Autonoe    S/2001 J 1   4        9.0E+12 24 046 000  760.950   152.416° 0.3168
木卫二十九 Thyone     S/2001 J 2   4        9.0E+12 20 939 000  627.210   148.509° 0.2286
木卫三十  Hermippe    S/2001 J 3   4        9.0E+12 21 131 000  633.900   150.725° 0.2096 Ananke?
木卫三十一 Aitne     S/2001 J 11   3        4.5E+12 23 229 000  730.180   165.091° 0.2643
木卫三十二 Eurydome    S/2001 J 4   3        4.5E+12 22 865 000  717.330   150.274° 0.2759 Pasiphaë?
木卫三十三 Euanthe    S/2001 J 7   3        4.5E+12 20 797 000  620.490   148.910° 0.2321
木卫三十四 Euporie    S/2001 J 10   2        1.5E+12 19 304 000  550.740   145.767° 0.1432 Ananke?
木卫三十五 Orthosie    S/2001 J 9   2        1.5E+12 20 720 000  622.560   145.921° 0.2808 Ananke?
木卫三十六 Sponde     S/2001 J 5   2        1.5E+12 23 487 000  748.340   150.998° 0.3121 Pasiphaë
木卫三十七 Kale      S/2001 J 8   2        1.5E+12 23 217 000  729.470   164.996° 0.2599
木卫三十八 Pasithee    S/2001 J 6   2        1.5E+12 23 004 000  719.440   165.138° 0.2675 Carme
木卫三十九 Hegemone    S/2000 J 11   4        9.0E+12 12 555 000  286.950   28.273° 0.2484
木卫四十  Mneme     S/2002 J 1   3        4.5E+12 22 931 000  723.900   165.001° 0.2588
木卫四十一 Aoede     S/2003 J 1   4        9.0E+12 23 661 000  746.390   165.482° 0.2721 Carme
木卫四十二 Thelxinoe   S/2003 J 2   2        1.5E+12 29 541 000  979.990   160.638° 0.2255 ?
木卫四十三 Arche     S/2003 J 3   2        1.5E+12 20 221 000  583.880   147.550° 0.1970
木卫四十四 Kallichore   S/2003 J 4   2        1.5E+12 23 930 000  755.240   149.581° 0.3618
木卫四十五 Helike     S/2003 J 5   4        9.0E+12 23 495 000  738.730   165.247° 0.2478
木卫四十六 Carpo     S/2003 J 6   4        9.0E+12 21 263 000  634.770   154.773° 0.1558
木卫四十七 Eukelade    S/2003 J 7   4        9.0E+12 23 981 000  761.500   158.257° 0.4322
木卫四十八 Cyllene    S/2003 J 8   3        4.5E+12 23 947 000  739.600   155.214° 0.3276 Pasiphaë
-             S/2003 J 9   1        0.1E+12 23 384 000  733.290   165.079° 0.2632 Carme
-             S/2003 J 10   2        1.5E+12 23 041 000  716.250   165.086° 0.4295 Carme?
-             S/2003 J 11   2        1.5E+12 24 043 000  764.730   165.501° 0.2640 Carme?
-             S/2003 J 12   1        0.1E+12 17 582 000  489.500   151.140° 0.5095 ?
-             S/2003 J 13   2        1.5E+12 23 951 000  751.940   150.123° 0.4116
-             S/2003 J 14   2        1.5E+12 24 011 000  779.180   144.529° 0.3351 Pasiphaë
-             S/2003 J 15   2        1.5E+12 22 627 000  689.770   146.501° 0.1910
-             S/2003 J 16   2        1.5E+12 20 957 000  616.360   148.537° 0.2246 Ananke
-             S/2003 J 17   2        1.5E+12 22 992 000  714.470   164.917° 0.2378 Carme
-             S/2003 J 18   2        1.5E+12 20 514 000  596.590   146.104° 0.0221
-             S/2003 J 19   2        1.5E+12 23 533 000  740.420   165.153° 0.2556 Carme
-             S/2003 J 20   3        4.5E+12 16 989 000  456.100   51.395° 0.4297 ?
-             S/2003 J 21   2        1.5E+12 21 069 000  620.040   148.635° 0.2273
-             S/2003 J 22   2        1.5E+12 21 162 000  628.090   151.417° 0.2206 Ananke?
-             S/2003 J 23   2        1.5E+12 23 563 000  732.440   146.314° 0.2714 Pasiphaë
慧木相撞:
    1994年7月16日~22日,苏梅克-列维9号彗星(Comet Shoemaker-Levy 9)在被木星巨大的 起潮力撕成20多个碎片并绕过近日点后,与木星迎头相撞,这是人类史上首次直接观测到的天体相撞。彗木相撞后产生相当于20亿颗原子弹爆炸的威力,产生直径达10千米,温度达7000多度的火球,产生的闪光在地球也能拍到,腾起的蘑菇云极为壮观,形成的尘埃云团与地球同样大小,衍生之黑斑在木星表面存在数月之久,当时以用一具三吋以上的小型望远镜以100倍以上的倍率放大已能看到这些黑斑。哈伯太空望远镜甚至在近一年之后还观测得到撞击的残迹。
人类探索:
先驱者号
旅行者号
伽利略号
卡西尼号
故事和传说:
    在我国古代,木星曾被人们用来定岁纪年,由此而被称做“岁星”。西方天文学家称木星为“朱庇特”,朱庇特是罗马神话中的众神之王,相当于希腊神话中无所不能的宙斯。
《史记·天官书》:
察日、月之行以揆岁星顺逆。曰东方木,主春,日甲乙。义失者,罚出岁星。岁星赢缩,以其舍命国。所在国不可伐,可以罚人。其趋舍而前曰赢,退舍曰缩。赢,其国有兵不复;缩,其国有忧,将亡,国倾败。其所在,五星皆从而聚於一舍,其下之国可以义致天下。
以摄提格岁:岁阴左行在寅,岁星右转居丑。正月,与斗、牵牛晨出东方,名曰监德。色苍苍有光。其失次,有应见柳。岁早,水;晚,旱。
岁星出,东行十二度,百日而止,反逆行;逆行八度,百日,复东行。岁行三十度十六分度之七,率日行十二分度之一,十二岁而周天。出常东方,以晨;入於西方,用昏。
单阏岁:岁阴在卯,星居子。以二月与婺女、虚、危晨出,曰降入。大有光。其失次,有应见张。其岁大水。
执徐岁:岁阴在辰,星居亥。以三月与营室、东壁晨出,曰青章。青青甚章。其失次;有应见轸。岁早,旱;晚,水。
大荒骆岁:岁阴在巳,星居戌。以四月与奎、娄晨出,曰跰踵。熊熊赤色,有光。其失次,有应见亢。
敦牂岁:岁阴在午,星居酉。以五月与胃、昴、毕晨出,曰开明。炎炎有光。偃兵;唯利公王,不利治兵。其失次,有应见房。岁早,旱;晚,水。
叶洽岁:岁阴在未,星居申。以六月与觜觿、参晨出,曰长列。昭昭有光。利行兵。其失次,有应见箕。
涒滩岁:岁阴在申,星居未。以七月与东井、舆鬼晨出,曰大音。昭昭白。其失次,有应见牵牛。
作鄂岁:岁阴在酉,星居午。以八月与柳、七星、张晨出,曰长王。作作有芒。国其昌,熟谷。其失次,有应见危。有旱而昌,有女丧,民疾。
阉茂岁:岁阴在戌,星居巳。以九月与翼、轸晨出,曰天睢。白色大明。其失次,有应见东壁。岁水,女丧。
大渊献岁:岁阴在亥,星居辰。以十月与角、亢晨出,曰大章。苍苍然,星若跃而阴出旦,是谓“正平”。起师旅,其率必武;其国有德,将有四海。其失次,有应见娄。
困敦岁:岁阴在子,星居卯。以十一月与氐、房、心晨出,曰天泉。玄色甚明。江池其昌,不利起兵。其失次,有应昴。
赤奋若岁:岁阴在丑,星居寅,以十二月与尾、箕晨出,曰天皓。黫然黑色甚明。其失次,有应见参。
当居不居,居之又左右摇,未当去去之,与他星会,其国凶。所居久,国有德厚。其角动,乍小乍大,若色数变,人主有忧。
其失次舍以下,进而东北,三月生天棓,长四丈,末兑,进而东南,三月生彗星,长二丈,类彗。退而西北,三月生天欃,长四丈,末兑。退而西南,三月生天枪,长数丈,两头兑。谨视其所见之国,不可举事用兵。其出如浮如沈,其国有土功;如沈如浮,其野亡。色赤而有角,其所居国昌。迎角而战者,不胜。星色赤黄而沈,所居野大穰。色青白而赤灰,所居野有忧。岁星入月,其野有逐相;与太白斗,其野有破军。
岁星一曰摄提,曰重华,曰应星,曰纪星。营室为清庙,岁星庙也。

《马王堆帛书·五星占》:
相与营室晨出东方  ·秦始皇帝元   三   五    七     九   [二]
与东辟晨出东方        二   四   六   [八]   [十]  [三]
与娄晨出东方         三   五   七   [九]    一   [四]
与毕晨出东方         四   六   八   [卅]    二   [五]
与东井晨出东方        五   七   九  ·汉元 ·孝惠[元]  [六]
与柳晨出东方         六   八   卅    二     二   [七]
与张晨出东方         七   九   一   [三]   [三]  [八]
与轸晨出东方         八   廿   二   [四]    四   [元]
与亢晨出东方         九   一   三    五     五    二
与心晨出东方         十   二   四    六     六    三
与斗晨出东方         一   三   五    七     七
与婺女晨出东方        二   四   六    八   ·代皇

秦始皇帝元年(前246年)正月,岁星日行廿分,十二日而行一度,终[岁行卅]度百五分,见三[百六十五日而夕入西方,伏]卅日,三百九十五日而复出东方。[十二]岁一周天,廿四岁一与大[白]合营室。
基本参数:
轨道半径(天文单位)
5.2026
轨道偏心率
0.048
轨道对黄道斜角(°)
1.30
公转周期(年)
11.857
会合周期(日)
398.88
质量(相对于地球)
317.71
半径(相对于地球)
11.209
平均密度(克/厘米3)
1.33
表面重力(米/秒2)
23.12
逃逸速度(千米/秒2)
59.5
赤道自转周期(小时)
9.925
赤道对轨道斜角(°)
3.12
目前发现卫星数
63(2005-3-4)
反射率
0.52
平均云层温度(℃)
-121
大气压力(巴)
>>100
大气组成
H2 86%
He 13%
CH4 0.21%
精彩图片:
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    木星是太阳系最大的行星,也是拥有众多卫星的行星,此图为木星卫星运转示意图。
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    木星及其四个卫星。
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    木星的内部结构示意图。由图中可以看出木星主要由液态金属氢组成。液态金属氢与表层木星大气之间是液态分子氢和分子氦的混合层
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    二个比地球还要大的风暴系统几乎互撞。这幅由夏威夷的双子天文台在上星期所拍摄之假色影像里,红斑看来是白色的,因为它们顶部比它处的云系要高。蓝色的区域代表比白色云顶要低的云层,而红色则是最低矮的云系。
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    在这张透过薄纱云拍摄的影像里,木星和它两颗最大的伽利略卫星-木卫三及较上方的木卫四,刚从眉月的夜半球后方露出来。
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    这是卡西尼号宇宙飞船,在2000年12月通过 木星所拍摄的,是木星的数字影像中的一部分。最小分辨率为60公里。
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    充分的证据显示在木卫二结冰的地表下有液态的海洋。伽利略号与木星的撞击是避免与木卫二意外的碰撞,误将在地球上微生物,污染木星的卫星。
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    卡西尼探测船飞越这颗太阳系最大的行星,拍摄并回传了许多影像数据,卡西尼探测船的观测范围,涵盖了木星南、北纬六十度以内的所有区域。
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    卡西尼号在离开木星的旅程中回头所拍摄的。这种娥眉状的木星影像,只有在这种特殊的位置才拍得到。
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    木星的卫星伊欧(Io)的山峰,是一道相当高耸的山脊,他们差不多与地球上最高的山群一般高。
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    木星最内侧的伽利略卫星,埃欧(Io)位于气体行星巨人的前方。埃欧左方的黑点则是它自己的影子,在木星上的阴影区内将会看到日食。
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    木卫一因为它的内部受到木星和其它大卫星重力潮汐的加热,所以火山喷发活动不停地发生。喷出红色和黑色的融浆流,喷发的烟尘中也带有黄色的硫磺。
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    木卫四的表面,这些特殊结构,可能是数十亿年前一次猛烈陨石撞击所抛出的喷射物。
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木星上的大红班相当于地球好几倍大的飓风。自从有望远镜可以观测以来,它一直都是十分剧烈的,并且丝毫没有一点缓和的迹象。
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    这些欧罗巴上的山脊可能是火山裂缝所造成的,液态水冒出后立刻在这寒冷的环境中结成冰。自从推测欧罗巴的结冰表面下可能有一大片海洋后,它就成了关注的焦点。
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    1993年,在木星附近发现了一串前所未见的彗星碎片。这不寻常的现象,使它- 舒梅克-利瓦伊九号彗星很快的成为科学研究的焦点。
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    木星的光环。
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