八大行星中的王者——木星

八大行星中的王者——木星

    在地球上看天空，木星是仅次于太阳、月球、金星和火星的第五亮天体。但大多数情况下，它比火星要亮。

在太阳系八大行星中，木星是名副其实的老大。其赤道直径14.29万千米，极直径13.38万千米，扁率0.0637，仅次于土星。体积和质量分别是地球的1316倍和318倍。太阳系中8大行星以及所有卫星、小行星等等都加起来，也只有它质量的40%多些。中国古代称它为“岁星”，西方则以大神“朱庇特”（希腊神话名“宙斯“）命名，都有“王者”之意。

木星距太阳平均距离7.783亿千米（5.20天文单位），公转周期11.86年，但9小时50分30秒自转一圈。因此一个漫长的木星年就有10500多个昼夜交替。

木星赤道部分自转快，越向两极地区转得越慢，因此表面形成许多平行于赤道的条纹，从南极区到北极区依稀可辨17个云带。这种现象是由于木星深处存在大量热能，引发液态表面流体运动，并且进一步影响大气层风速达150米/秒的大气运动。从“伽利略号”投放的多元探测器，深入到600千米的液下深度，也未发现衰减现象。在中型望远镜里，就可以看到大大小小云状气体涡流，其中最著名、最壮观的当属大红斑。

1665年，法国天文学家卡西尼发现，在木星南纬20度附近有一大红斑。340多年过去了，大红斑时大时小，颜色也略有变化，但从未消失。目前它东西长2.4万千米，南北宽1.3万千米，足以摆放两个地球！“伽利略号”行星探测器飞临木星时，拍下了大红斑的许多照片。发现其顶端比周围大气高，是反时针方向旋转的高气压云。之所以呈现红色，是因为在太阳紫外线照射作用下，从云下层上升到高空的磷化氢转化成红磷的缘故。

    如此巨大的漩涡经久不消（人类发现、知道只是340多年，在此之前不知已经存在了多少年），其外围风速483千米/小时。传统的解释是，比地球上大得多的风暴持续不断。目前有一种新的理论，认为有一种孤立波的波动从周围的强劲气流带来能量，使之保持平衡状态。至于形成机制，还没有令人信服的解释。 

后来发现，土星也有个氨气漩涡大白斑，海王星也有反时针漩涡的大暗斑。大红斑、大白斑和大暗斑的形成机制、结构等都有待于深入研究。但有一点可以肯定，类木行星的气体涡流，或者说特大飓风要比类地行星大得多。

木星大气稠密，主要成分是氢和氮，还有氨、甲烷、铁、碳、氧、硫、磷等。平均密度1.33克/立方厘米，没有固态的表面，有一个估计10——15个地球质量的石质内核。

木星有一个巨大的磁场，强度比地球磁场大得多。太阳风吹到木星附近已经大为减弱，只及地球附近的1/25，但还能够捕获大量太阳风粒子。1979年3月，“旅行者1号”发现了一条长达3万千米的极光！

木星虽然本身不发光，但内部的总辐射却是接受太阳辐射的2.5倍！这说明它有很大的内能源，其核心处于高温、高压状态，但是又不足以产生热核反应。木星的质量不足太阳质量的0.07%，即形成恒星的质量下限。一颗恒星变大只能是因为内部的热源（核能）关系，但木星要演变成恒星的话，质量起码要再增大80倍。因此许多天文学家认为，木星是一颗演化失败的恒星！

木星卫星众多，自成系统。在行星探测器飞临木星之前，人们知道有13颗；1979年以后，“旅行者2号”发现4颗；截止2002年5月，又发现了22颗；截止2018年，木星已知的卫星数已达79颗。但除了4颗大卫星外，其馀的都很小，最大的直径只有180千米。

1610年，意大利天文学家伽利略用他制造的人类第一架天文望远镜，对木星观察时，发现了木星的4颗大卫星。这是对哥白尼学说的有力验证，对教会维护的地球中心说的重大打击。后来人们就把木卫一、二、三、四称为伽利略卫星。它们依其编号次序被命名为“艾奥”(Io)、“欧罗巴”(Europa)、“加尼美德”“(Ganymede)和“卡里斯托” (Callisto)，在希腊神话里，她们都是与大神宙斯有染的情人。1982年，我国著名古代天文学史学家席泽宗先生对《甘石星经》和《史记·天官书》等进行深入研究，提出古代中国人甘德已经观察到一颗木星卫星木卫三。事实上，当处于适当位置和有利时机，凭肉眼是可以看到木卫三的。

1989年10月18日，“伽利略号”探测器发射升空，1995年12月7日，开始进入环绕木星轨道，并不时掠过伽利略卫星，取得了珍贵的资料。

木卫一直径3630千米，距离木星42万千米。表面光滑而干燥，有平原和山脉。还有数百个直径20千米以上的大火山口，其中至少有6座正在喷发。以每小时1600千米的速度喷发着气体和固体物质，喷出物高度可达450千米。木卫一是太阳系中仅有的三个证实有活火山的天体之一。   

    木卫二是伽利略卫星中惟一比月球小的卫星，直径3138千米，距木星67万千米。表面冰层厚达8——16千米，沟壑纵横，很像地球两极的浮冰。还有一条宽数十千米、深数千米、长达1600千米的冰隙。冰层下有岩层和海洋，海底可能有火山活动。冰隙和海底是否有微生物，还有待证实。

    木卫三是太阳系中最大的卫星，直径5262千米，比水星还要大，距木星107万千米。表面密布陨石坑。有岩石和冰层，其下200千米处有盐水海洋，两极发现有臭氧。不同于其他卫星的是它有磁场，这意味着内部可能有液态金属核。

木卫四直径4800千米，距木星188万千米。地质结构较古老，地势起伏不大，但环形山最多。还有一些由同心环围成的大盆地，而且放射出奇特的亮光，表明木卫四表面有冰层。150千米以下可能存在深达20千米的巨大海洋。

过去人们以为只有土星有光环。1979年7月9日，“旅行者2号”偶然发现了木星环，宽9000千米，厚几千米。由碎石、尘埃组成，整个环系最大直径25万千米。由于小而暗弱，肉眼无法看到。处于光环中的木卫十六和木卫十七，早晚将被破碎而瓦解，加入为光环物质。

伽利略卫星在太阳系中位置适中，可以作为未来人们宇宙远航的中转站。不过不乐观地说，估计三五十年内没戏。