为什么木星之谜被称为行星世界之王？

木星是一颗巨大的行星。在太阳系的所有行星中，木星是最大的。它的直径是143000公里，是地球直径的11倍多，体积是地球的1300倍多。这意味着，如果木星是一个空心球体，它可以容纳1300个地球。木星是太阳系行星中最大的巨人。

木星的质量是巨大的。虽然木星的质量只有太阳的1/1000倍，但却是地球的318倍，木星的质量甚至大于太阳系其他所有行星、卫星、小行星、陨石和彗星的质量之和，而后者只有木星质量的40%。在行星面前，木星显得非常巨大。

木星在群星中显得明亮。虽然它到太阳的距离是地球的5倍，但它得到的太阳光要弱得多，只有从地球上看到的太阳亮度的1/7。但木星体积庞大，大气层致密，反射太阳光能力强。除了金星，木星是天空中最亮的行星。木星比星空中最亮的星星天狼星还要亮，比火星还要亮。西方人把雄伟的罗马神朱庇特的宝座放在朱庇特上。

木星也是一个“脆弱的巨人”。木星的质量与其巨大的体积相比，并没有显示出优势。我们知道质量与体积之比就是密度，木星的平均密度不到地球平均密度的1/4。地球上每平方厘米的地球物质平均“重量”为5.52克，而木星几立方厘米的物质只有1.33克的“重量”，只比水重一点点。它惊人的低密度和巨大的体积告诉我们，木星是由非常轻的物质组成的，木星可能含有相当数量的水和比水轻的物质。原来木星的基本成分是液态氢，除了一小块熔融的岩核，没有像地球陆地那样的固体表面。

木星旋转非常快。虽然它是一颗巨大的行星，但它运动灵活。木星比太阳系中任何其他行星旋转得都快。木星上的“一天”只有9小时55分钟，微弱的阳光每天只持续5小时左右。人类测得的木星表面温度约为零下150℃，是一个极其寒冷的世界。木星的公转速度是13 km/s，比地球的公转速度30 km/s慢很多，公转的时间几乎等于12年。

佩戴彩色丝带

通过望远镜，人们可以看到木星扁平而有趣的形状。不过，最吸引你的恐怕还是木星顶部云雾状的醒目条纹。明暗带一般是有规律变化的，都是和赤道平行的。条纹五颜六色，除了白色，还有橘红色和棕黄色的。按照习俗，那些浅色的条纹叫“带”，那些较暗的红色和棕色的条纹叫“条”或“条”。

这些带都是木星云，是木星顶部的云。木星被稠密的大气层包围着。这种大气有多厚不得而知。估计大概是1000公里。它让我们想窥视木星大气层的下层，更不用说看到木星的表面了。木星表面几乎全是氢和氦，82%的氢，17%的氦，极少的甲烷、氮、水蒸气、碳和氧。

当木星快速旋转时，云层被拉长成条状。科学家很快搞清楚，浅色带是木星大气层的高压带，暖流在带中上升，呈现白色或淡黄色。深色带是低压区，气流下降，呈现红色和橙色。长条像波浪一样猛烈地滚动着。换句话说，由于木星的高速自转，具有高压区和低压区的气旋和反气旋彻底缠住了巨大的木星。大气层不容易逃逸，因为木星有很大的吸引力束缚漂移的气体。

表面是由液态氢形成的“海洋”

木星没有固体表面，不同于我们已知的水星、金星、地球、火星和月球。大气层之下，很可能是液态氢的“海洋”。在木星中央核心向下大约一半的地方，那里的压力已经非常巨大，达到300万个大气压，温度高得惊人，达到11000℃。在这样的物理条件下，液态分子氢实际上已经转化为液态金属原子氢，这在地球的实验室里是从来没有过的。但是，科学家坚信在极端条件下会有这种液态金属氢存在。在木星的中心是木星的核心，它是固态的，主要由铁和硅组成，但体积很小，相当于一二十个地球质量。这里肯定有非常大的大气压，估计有几亿个大气压。温度可以高达三万摄氏度，一定有地球无法想象的特殊环境。

以上只是科学家设想的木星结构模型，因为要了解云层下面的细节是非常困难的。

木星有很强的磁场木星的磁场强度是地磁强度的10倍，磁极方向与地球相反。在木星的罗盘上，确实指向南方，木星的磁层比地球大100倍，可直达700万公里。地球的磁层距离地心只有7 ~ 8公里以内。举个例子，如果我们在晚上能用眼睛看到木星和它的磁层，木星本身只有一颗亮星那么大，木星的磁层比月球大16倍。此外，木星的磁气圈随着太阳风“吹”，收缩和扩张非常迅速和频繁。

木星有极光。极光出现在地球的极地，是因为磁场捕获了来自太阳的带电粒子。当太阳风到达木星这么远的时候，带电粒子也衰减了很多。但由于木星的磁场很强，仍然有可能捕获到来自太阳的带电粒子，这在理论上是完全成立的，但过去从未观测到。1979年，航海家1转到木星背面时，看到了一次感人的极光“演示”。夜色中，一条长约3万公里的巨型光带在天空中摇曳起舞。这是地球之外的太阳系天体第一次遇到极光，既意外又合理。这一切再次说明了物理规律的普遍性和准确性。

木星也有光环。这是旅行者2号在1979年3月4日发现的。4个月后，旅行者2号再次飞往木星，证实了这一发现。木星的环像一个薄薄的圆盘，很暗，也不大。它的厚度只有30公里左右，宽度约6500公里。它由大小黑块组成，外围距离木星中心1.2万公里。因为黑色的石头不反射太阳光，而且光晕又小又薄，难怪我们在地球上很久都找不到。

于是，木星一跃成为继土星、天王星之后，拥有光环的行星行列。

木星的标志——大红斑

除了木星上五颜六色的条纹和条带，我们不难看到木星大气中有一个醒目的标记，从地球上看就像一个红点，仿佛木星有一只“眼睛”。大红斑的形状有点像鸡蛋，颜色鲜艳，红色略带褐色，有时也有鲜红色。人们把它命名为大红斑。

很久以前，木星大红斑明亮的颜色就已经引起了人们的注意。意大利天文学家卡西尼在1665年首次注意到木星上有斑点，并以此红斑为标志测量木星自转的周期，该周期在9点50分至9点56分之间。这与现在公认的赤道部分的自转周期9: 50: 30相当吻合，在当时天文观测仪器相当简单的情况下，这是非常简单的成就。

三个多世纪过去了，人们一直看到这个红斑。虽然颜色有时浓有时淡，大小有增有减，但not fade away已经成为木星上引人注目的半永久符号，也是科学家们观察、研究和讨论的课题。

大红斑规模巨大，南北宽度往往达到654.38+0.4万公里，东西方向的长度在不同时期有所变化，最长时达到4万公里。换句话说，从红斑的东端到西端，可以并排放置三个地球。一般长度在2000 ~ 3000公里，木星上大红斑的相对大小就像地球上的澳大利亚一样。

大红斑的“红”也有自己的特点。它的颜色往往是红色和略呈褐色，也有一些变化。从20世纪20年代到30年代，大红斑是鲜红色的，从来没有这么好看过。1951年前左右，也有淡淡的玫瑰色。大部分时间，颜色暗淡。关于大红斑的颜色，众说纷纭。有人提出，是因为它含有红磷等物质；有人认为，可能是某些物质到达木星云层后受到太阳紫外线的照射，发生了光化学反应，使这些化学物质变成了红棕色的物质。总之，这仍然是人类目前未解之谜。

人们在地球上跨越6亿公里看了300多年的大红斑，却不知道如何解释。到了70年代，1972、1973“先锋10”和“先锋11”相继推出，并在1973的2月和2月推出。紧随其后，1977年8月20日和9月5日发射的旅行者2号和旅行者1号分别于1979年7月和3月掠过木星，对红斑进行了详细的检查。他们发现那是一股猛烈上升的气流，也就是大气旋。它不停地逆时针旋转，像一个巨大的高压风暴，每12天旋转一次。这股巨大的风暴气流可谓“翻江倒海”、“翻天覆地”。从人类知道它开始，已经肆虐了三个多世纪，可以说是一场“世纪风暴”，实在令人咋舌。那么，它能靠什么物质历久弥新，长期肆虐呢？

原来大红斑利用了自己的实力。巨大的漩涡夹在两条相向运动的气流带之间，摩擦阻力很小。如果大红斑比现在小很多，“阻碍”的力量也会相应大很多，这场风波很快就会平息。“先锋10”1973 12还发现了一个小红斑，几乎和大红斑一样大。然而，当“先锋11”1974 12时，它已经消失了。小红斑从形成到消失只用了短短两年时间，规模也只是和地球风暴差不多，和大红斑没有可比性。也有人认为大红斑经久不衰应该还有其他原因。总之，我们需要继续观察、研究和探索大红斑。

木星的卫星也是最大的。

木星与类地行星有很大不同，这也反映在它的从卫星上。

木星的卫星是一个庞大的群体，有16颗卫星，在太阳系中排名第二，仅次于土星的23颗卫星。按照离木星近到远的顺序分别是:木卫一16、木卫一14、木卫一15、木卫一1、2、3和4、木卫一13、木卫一10和木卫一。最远的木卫三为2370万公里，比木卫六远180倍以上。最近的木卫二大约654.38+0.27万公里，距离大气层顶部不远。这16颗卫星和木星一起组成了一个庞大的木星系统，就像一个小太阳系。

在太阳系的卫星世界里，木星的卫星也很有名。木卫三是太阳系最大的卫星，直径5276公里，比月球(3476公里)还大，甚至比水星(4880公里)还大。在太阳系的前六名中，除了月球排名第五，土卫六是亚军，其余都是木卫一的天下。木卫四、木卫一和木卫二分别保持前3、4和6的位置。

木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是太阳系中发现最早的卫星(月球除外)。

380多年前，伽利略用自制的望远镜发现了木星的4颗卫星，被后人统称为“伽利略卫星”。木卫三是巴纳德在1892年发现的。其他卫星是在20世纪发现的，其中三颗是在20世纪70年代末和80年代初由太空探测器发现的。

这四颗伽利略卫星各有特色，每颗都和水星差不多大，是天文学家的重点研究对象。

木卫一距离木星最近，平均距离为42万公里，以强烈的火山喷发而闻名。从木卫一的大小、质量和距离来看，它与月球非常相似，是木卫一中最引人注目的。从旅行者号发回的照片来看，木卫一的表面非常平坦，没有陨石坑。如果有的话，可能是火山爆发填充的。木卫一有大面积的平原和起伏的山脉，它的表面装饰着五颜六色的火山灰。红色、金红、浅黄、黑白的地表景色令人动容。

木卫一上火山爆发的强度是最令人惊讶的，远远超过地球上。到目前为止，至少有9个喷发点，喷发时间很长。火山灰每年覆盖表面约1 mm厚，这使得木卫一的表面更新很快。火山爆发时，大量二氧化碳气体形成蓝烟，气体冷却后凝结成雪。

木卫二距离木星稍远，平均距离67万公里。表面的河纹很显眼，可能有软冰或者液态水。“旅行者1”发现木卫二是一个覆盖着厚厚冰层的岩石球体，颜色几乎是白色和柔软的。赤道有斑驳的黑区和亮区，黑区和亮区之间有黑线交叉，有长有短，纵横交错像一团乱麻。可能是环形山和方山相连，但最高有50米，是最平坦的天体。

据推测，木卫二有一个带冰壳的固体内核，冰壳和内核之间可能有一层液态水。这样的结构形成平坦的地形，承受陨石的撞击和变形。

估计木卫二有一个深度为120 km的水坑。天文学家史蒂文森等人前段时间计算了木卫二的散热量，证实了核心和冰壳之间确实存在液态水层。在25公里深的冰层下，木星潮汐加热产生的热量使冰壳变软，甚至形成液态水。

冰壳可能没有完全冻结，大部分冰像冰川一样流动。

科学家认为木卫二是太阳系中少数可能存在原始生命的天体之一。

木卫三是太阳系最大的卫星，距离木星654.38+0.07万公里。旅行者1测量了它面对木星的一面，类似于月球。有一个多边形的区域，上面有严重的环形山，跨度几十公里。它们被一个明亮的网络系统包围着，这些地貌是由一些平行的山脊和非常接近的山脊之间的沟渠组成的区域，有些多达20个。地表有断层和地壳变动的痕迹。

木卫四最远距离654.38+0.88万公里，陨石坑在半球左侧。还有直径600公里，距离50-200公里的同心环状地貌。同心盆地发出奇怪的光。

对木星的探索计划始于20世纪70年代对太阳系外层空间的探索。20世纪70年代发射了四艘宇宙飞船。

先锋10于3月20日上线，1972。第二年年底，它飞越了距离木星13万公里的地方，发回了300多张彩色照片，研究了木星的云和卫星，探测了木星的磁场。

先锋11 4月6日上线1973。经过一年半的飞行，它到达了木星表面上方46000公里的高度，并发回了更清晰的照片。对木星的温度、大气、磁场、四颗卫星进行了多方面的观测。

旅行者1和旅行者2分别于1977年9月5日和8月20日发射，携带了大量精密仪器。旅行者2号发射较晚，但提前到达了木星。它于1979年3月飞往木星，探测了木星和四颗伽利略卫星，拍摄了数千张照片。旅行者2号于1979年7月抵达。离开木星后，两艘飞船将继续向太阳系外层空间进发。

在完成“旅行者”计划后，美国国家航空航天局启动了“伽利略”计划，以便深入探索木星。

与以前的船只不同，伽利略探测器只经过木星附近，但绕木星飞行并在那里停留了20多个月。经过长期的精心策划和安排，伽利略号于1989年6月起飞，开始了为期6年的旅行。1995，65438+2月，进入环绕木星轨道。在随后的23个月中，它飞越木星的伽利略卫星15438+0次。这次对木星磁层和木星卫星的调查，比旅行者1号和旅行者2号更接近木星，获得了信息。

木星系统被称为微型太阳系，是太阳系中最好的宇宙实验室。通过对木星及其卫星系统的深入研究，科学家们还希望揭开行星系统起源的神秘面纱。

木星会成为第二个太阳吗？

木星是一颗行星，或许是亿万年后生命的摇篮，又或许是亿万年后的另一个“太阳”。这些关于木星的想法确实令人欣慰，也令人担忧。

木星是一颗特殊的行星。它不仅大而且重，而且起着重要的作用。由于其不确定的未来，在科学家心中留下了悬念。

首先，木星的温度。木星表面的温度为-148℃，超过了它目前从太阳获得的能量所能维持的温度。根据计算结果，木星表面温度应该是-168℃，空间探测器“先锋11”在1974年飞越木星，测得-148℃，应该比地球上的测量更准确，但如何解释20℃的差异？木星哪里来的热量让它升温20℃。它来自内部热源吗？

第二，木星的亮度趋于变亮。中国天文馆历史学家刘津伊发现，几千年来，水、金、火和土星的亮度一直在减弱。但是木星的亮度每年增加2%，每千年增加0.003星等。这种相反的现象意味着什么？行星反射阳光并发光。在太阳漫长的演化过程中，亮度趋于降低，体积膨胀。表面温度从6000℃下降到3000℃左右，成为一颗红色恒星，最后收缩成一颗白矮星，表面温度达到11000℃。这是50亿年后。木星的亮度只能从自身背后发现，结论是木星有内部热源，并且在不断增长。

第三，木星不断从太阳获取能量。太阳风不仅向外辐射能量，还会带走一部分能量。带电粒子不断在行星间穿过，其中一部分被各种天体自然吸收。木星作为行星之王，当然有能力捕捉更多。所以木星会增加质量和能量，慢慢长大。

第四，如果木星有内能，那么它在获得太阳能的同时也会辐射能量。经过研究，它释放的能量是从太阳获得的两倍，说明木星有一半的能量来自其内部，以维持不平衡的能量状况。

第五，木星由液态氢构成，与太阳有类似的大气成分。

但木星目前的质量是太阳的1/1000，体积是太阳的1/1000，温度也很低。然而，前苏联科学家苏齐科夫和萨利姆·齐罗夫在1982年提出，木星的核心温度已经达到28万摄氏度，这里正在发生热核反应。木星不仅将其引力能转化为热能，还不断吸收太阳释放的热量。长此以往，它会让自己的能量越来越大，越来越热，越来越亮，越来越活跃，正在向“星”的资格迈进。于是他们提出了一个大胆的观点:30亿年后，太阳正在接近老年，木星将成为一颗恒星，取代太阳。

观测表明，由于木星周围的热量，正在靠近的木卫一上的冰已经融化，另外三个木卫二、木卫二和木卫二仍然覆盖着冰。

木星是行星吗？会不会是第二颗星？不同观点如下:①木星成为恒星为时尚早。(2)木星不是严格意义上的行星，也不是严格意义上的恒星，而是介于两者之间的特殊天体。

至于木星成为恒星，那么其他行星和卫星呢？到那时，地球可能会陷入腹背受敌的境地，生命和文明将被毁灭，太阳系的格局也将发生巨大变化。但是30亿年后，地球文明和科技会非常发达，人类应该可以找到第二个家。

最新发现——木卫二上可能有水

亚利桑那大学的行星科学家宣布，他们对伽利略探测器发回的照片进行的分析进一步证实了木卫二冰冻表面下存在全球液态水海洋。

伽利略号探测器是由美国国家航空航天局在1989年发射的。自1995年接近木星以来，它一直围绕木星及其四颗最大的卫星飞行，拍摄了大量的特写照片。根据这些照片，科学家认为木卫二上有水，但他们对其表面呈扇形、密如蛛网、长达数百公里的裂缝的成因感到困惑。现在亚利桑那大学的科学家指出，这条裂缝是木卫二上存在海洋的证据。

由于对木卫二是否有水越来越感兴趣，美国国家航空航天局计划在2003年发射探测器，并在2008年进入木卫二的轨道，使用可以穿透冰盖的遥感仪器调查木卫二，以便最终回答木卫二是否真的有水的问题。