木星是太陽系從內(nèi)向外的第五顆行星，是太陽系中質(zhì)量最大的行星，也是很多人都會想要觀測的行星之一。下面為您精心推薦了木星的天文科學(xué)小知識，希望對您有所幫助。

木星的天文科學(xué)小知識

在1610年，意大利天文學(xué)家伽利略用自制的望遠鏡， 發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四。后來這4顆衛(wèi)星被稱為伽利略衛(wèi)星。這4顆伽利略衛(wèi)星的質(zhì)量都比冥王星大，其中木衛(wèi)三是太陽系中最大的衛(wèi)星，直徑超過水星。

4顆伽利略衛(wèi)星的軌道內(nèi)部，又有4顆木星衛(wèi)星，它們分別是木衛(wèi)十六、木衛(wèi)十五、木衛(wèi)五、木衛(wèi)十四，其中木衛(wèi)十六是離木星最近的衛(wèi)星。從伽利略衛(wèi)星向外， 按距離依次為木衛(wèi)十三、 木衛(wèi)六、木衛(wèi)十和木衛(wèi)七，它們繞木星順向旋轉(zhuǎn)，周期為260天左右。再向外，依次為木衛(wèi)十二、木衛(wèi)十一、木衛(wèi)八和木衛(wèi)九，它們逆向旋轉(zhuǎn)，周期為700天左右。這么多的衛(wèi)星環(huán)繞著木星，也難怪木星有“小太陽系”的美稱。

木星的介紹

木星在太陽系的八大行星中體積和質(zhì)量最大，它有著極其巨大的質(zhì)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1，316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(zhuǎn)最快的行星，自轉(zhuǎn)一周只需要9小時50分30秒，所以木星并不是正球形的，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。木星主要由氫和氦組成，其中氫元素含量是84%，氦元素含量是14%，其他僅為2%，中心溫度估計高達30500℃。

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48000千米，最小時也有20000多千米;從北到南最長有14000千米，最短時也有11000千米，面積大約453250000平方千米，能容納三個地球。對于它是什么目前仍有爭論，很多人認為它是一個永不停息的旋風(fēng)，這個大紅斑是1665年由法國后裔的天文學(xué)家卡西尼發(fā)現(xiàn)，每6個地球日按逆時針方向旋轉(zhuǎn)一周，經(jīng)常卷起高達8千米的云塔。它時常改變顏色和形狀，但卻從來沒有完全消失過。

2017年6月，據(jù)科學(xué)家們估計，木星的硬核是從太陽系開始形成過了100萬年后形成的。后來，硬核又吸引成為木星氣體外殼的物質(zhì)?？茖W(xué)就估計木星是太陽系最古老的一顆行星。

木星的具體知識

氣態(tài)行星

氣態(tài)行星沒有實體表面，它們的氣態(tài)物質(zhì)密度只是由深度的變大而不斷加大(我們從它們表面相當(dāng)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云層的頂端，壓強比1個大氣壓略高。

木星由90%的氫和10%的氦(原子數(shù)之比， 75/25%的質(zhì)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27000公里的液態(tài)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云的組成十分相似。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26000公里的液態(tài)氫層，再下面也是金屬氫。但天王星與海王星的組成中，氫和氦的量就少一些了。

我們得到的有關(guān)木星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的資料(及其他氣態(tài)行星)來源很不直接，并有了很長時間的停滯。(來自伽利略號的木星大氣數(shù)據(jù)只探測到了云層下150千米處)

石質(zhì)內(nèi)核

木星可能有一個石質(zhì)的內(nèi)核，相當(dāng)于10-15個地球的質(zhì)量。內(nèi)核上則是大部分的行星物質(zhì)集結(jié)地，以液態(tài)氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎(chǔ)可能只在40億帕壓強下才存在，木星內(nèi)部就是這種環(huán)境(土星也是)。液態(tài)金屬氫由離子化的質(zhì)子與電子組成(類似于太陽的內(nèi)部，不過溫度低多了)。在木星內(nèi)部的`溫度壓強下，氫氣是液態(tài)的，而非氣態(tài)，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氦和微量的冰。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(nèi)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。

云層的三個明顯分層中被認為存在著氨冰，銨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(jié)果表明云層中這些物質(zhì)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(qū)域很可能是那時候木星表面最溫暖又是云層最少的地區(qū)。

來自伽利略號的大氣層數(shù)據(jù)同樣證明那里的水比預(yù)計的少得多，原先預(yù)計木星大氣所包含的氧是目前太陽的兩倍(算上充足的氫來生成水)，但目前實際集中的比太陽要少。另外一個驚人的消息是大氣外層的高溫和它的密度。

高速颶風(fēng)

木星和其他氣態(tài)行星表面有高速颶風(fēng)，風(fēng)速達每小時400千米，并被限制在狹小的緯度范圍內(nèi)，在接近緯度的風(fēng)吹的方向又與其相反。這些帶中輕微的化學(xué)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(qū)(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(fā)現(xiàn)。伽利略號飛船發(fā)回的數(shù)據(jù)表明表面風(fēng)速比預(yù)料的快得多(大于400英里每小時)，并延伸到根所能觀察到的一樣深的地方，大約向內(nèi)延伸有數(shù)千千米。木星的大氣層也被發(fā)現(xiàn)相當(dāng)紊亂，這表明由于它內(nèi)部的熱量使得颶風(fēng)在大部分急速運動，不像地球只從太陽處獲取熱量。

木星表面云層的多彩可能是由大氣中化學(xué)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。

色彩的變化與云層的高度有關(guān)：最低處為藍色，跟著是棕色與白色，最高處為紅色。我們通過高處云層的洞才能看到低處的云層。

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(fā)現(xiàn)常歸功于卡西尼，或是17世紀(jì)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(shù)十年了。紅外線的觀察加上對它自轉(zhuǎn)趨勢的推導(dǎo)顯示大紅斑是一個高壓區(qū)，那里的云層頂端比周圍地區(qū)特別高，也特別冷。類似的情況在土星和海王星上也有。目前還不清楚為什么這類結(jié)構(gòu)能持續(xù)那么長的一段時間。

內(nèi)核高熱

木星向外輻射能量，比起從太陽處收到的來說要多。木星內(nèi)部很熱：內(nèi)核處可能高達20000℃。該熱量的產(chǎn)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)。(木星并不是像太陽那樣由核反應(yīng)產(chǎn)生能量，它太小因而內(nèi)部溫度不夠引起核反應(yīng)的條件。)這些內(nèi)部產(chǎn)生的熱量可能很大地引發(fā)了木星液體層的對流，并引起了我們所見到的云頂?shù)膹?fù)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。

木星與氣態(tài)行星所能達到的最大直徑一致。如果組成又有所增加，它將因重力而被壓縮，使得全球半徑只稍微增加一點兒。一顆恒星變大只能是因為內(nèi)部的熱源(核能)關(guān)系，但木星要變成恒星的話，質(zhì)量起碼要再變大80倍。

較強磁場

宇宙飛船發(fā)回的考察結(jié)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(地球表面磁場強度只有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(zhuǎn)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(fēng)的相互作用，形成了木星磁層。木星磁層的范圍大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在距離木星140萬-700萬公里之間的巨大空間都是木星的磁層;而地球的磁層只在距地心5~7萬公里的范圍內(nèi)。木星的四個大衛(wèi)星都被木星的磁層所屏蔽，使之免遭太陽風(fēng)的襲擊。地球周圍有條稱為范艾倫帶的輻射帶，木星周圍也有這樣的輻射帶。美國的“旅行者1號”還發(fā)現(xiàn)木星背向太陽的一面有3萬公里長的北極光。1981年初，當(dāng)“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6000萬公里，已達到土星的軌道上。

厚密大氣層

木星有一層厚而濃密的大氣層，大氣的主要成分是氫，占80%以上，其次是氦，約占18%，其余還有甲烷、氨、碳、氧和水汽等，總含量不足1%。由于木星有較強的內(nèi)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(fēng)很小，主要是東西風(fēng)，最大風(fēng)速達130～150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的云系。各種顏色的云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(zhuǎn)，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(qū)域，暗紋則是較低和較暗的云。

木星的大紅斑位于南緯23°處，東西長4萬公里，南北寬1.3萬公里。探測器發(fā)現(xiàn)，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(zhuǎn)動。在大紅斑中心部分有個小顆粒，是大紅斑的核，其大小約幾百公里。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。

由于木星離太陽平均距離為7.78億公里，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(qū)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(nèi)部熱源。

“先驅(qū)者號”探測器對木星考察的結(jié)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(nèi)部分為木星核和木星幔兩層，木星核位于木星中心，主要由鐵和硅構(gòu)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7萬公里。木幔外就是木星大氣，再向外延伸1000公里，就到云頂。

基本的天文知識

太陽是太陽系的中心天體，是離我們最近的一顆恒星。太陽系的九大行星和其他天體都圍繞它運動。太陽與地球的平均距離為14960萬公里，半徑為69.6萬公里，為地球半徑的109倍，體積為地球的130萬倍，質(zhì)量為地球的33萬倍(占整個太陽系質(zhì)量的99.86%)，平均密度為1.4克/厘米3。太陽是具有強大的吸引力的，是控制太陽系天體運動的主要力量源泉。

太陽是一個熾熱的氣體球，表面溫度約6000℃，愈向內(nèi)部溫度愈高，中心溫度高達1500萬K。在這樣的高溫高壓下，太陽中心區(qū)不停地進行著氫核聚變成氦核的熱核反應(yīng)，產(chǎn)生巨大的能量。太陽每秒鐘釋放出約4×1033爾格的能量，相當(dāng)于0.5億億億馬力;其中只有二十二億分之一的能量輻射到我們的地球，是地球上光和熱的主要來源。

太陽是銀河系中的一顆普通恒星，位于銀道面之北的獵戶座旋臂上，距銀心約2.3光年，它以每秒250公里的速度繞銀心轉(zhuǎn)動，公轉(zhuǎn)一周約需2.5億年。太陽也在自轉(zhuǎn)，其周期在日面赤道帶約25天;兩極區(qū)約為35天。通過對太陽光譜的分析，得知太陽的化學(xué)成分與地球幾乎相同，只是比例有所差異。太陽上最豐富的元素是氫，其次是氦，還有碳、氮、氧和各種金屬。據(jù)推算，太陽的壽命約為100億年，目前已度過約50億年。

沿橢圓軌道環(huán)繞太陽運行的、近似球形的天體叫行星。太陽系有九大行星，按距離太陽的次序是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。冥王星離太陽最遠，其軌道直徑約120億公里;天文學(xué)家認為太陽系的疆界可能比這個范圍還要大得多。

九大行星按它們距離太陽的遠近分為內(nèi)行星和外行星兩群：水星、金星、地球和火星為內(nèi)行星;木星、土星、天王星、海王星、冥王星為外圍行星。若按它們的質(zhì)量、大小和結(jié)構(gòu)特征，則分為類地行星和類木行星兩類。體積小而密度大、自轉(zhuǎn)慢、衛(wèi)星少的行星與地球相似，稱為類地行星，如水星、金星、火星稱為類地行星;體積大而密度小，自轉(zhuǎn)相當(dāng)快、衛(wèi)星多的行星稱為類木行星，土星、天王星、海王星和冥王星都是類木行星。

行星本身不發(fā)射可見光，以其表面反射太陽光而發(fā)亮。在星空背景上，行星有明顯的相對移動。這種移動都沿著黃道進行。九大行星中，最先被人們知道的是水星、金星、火星、木星和土星。太陽系中的另外三顆行星是在發(fā)明天文望遠鏡后發(fā)現(xiàn)的。1781年英國F.W.赫歇耳發(fā)現(xiàn)天王星;法國的勒威耶和英國的亞當(dāng)斯各自推算出海王星的位置，1846年由德國的伽勒所觀測到;冥王星則是1930年由美國的湯博發(fā)現(xiàn)。