第11章 木星(1 / 3)

木星和土星、天王星、海王星同屬於巨行星行列。木星和土星、天王星、海王星這4顆行星與水星、金星、地球、火星有顯著的區別。它們的質量更大,大氣層也厚達幾千千米,區別於水星等的幾十千米厚大氣。木星是太陽係中最大的行星。舉例來說:如果木星是個金魚缸,它將盛下1200顆地球大小的玻璃球。另一種說法是,把太陽係中的其他行星全塞到木星裏,還會有剩餘的空間。

當我們用望遠鏡觀測木星時會發現木星上有稠密活躍的雲係。各種顏色的雲層像波浪一樣在激烈翻騰著。由於木星有快速的自轉,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域,暗帶是向下運動的區域。雖然木星也和地球一樣有鐵核,可是它的85%是氫元素,其餘15%主要是氦元素。其他元素隻占1%。這是因為木星有強重力場,它保持了太陽係剛形成時期的大氣組成。而地球的較弱的重力讓它失去了大多數的原初元素。和地球上隻有白色的雲不一樣,木星上的雲五顏六色。這主要是因為木星大氣中複雜的化合物造成的。

木星上的日子過得比太陽係中的任何行星都快。盡管木星是太陽係中塊頭最大的一個,可這並沒有阻止它成為太陽係中自轉得最快的行星。一個木星日隻有不到地球上的10個小時。像太陽一樣,木星表麵不是固體,在不同的緯度,木星的自轉速度不一樣(較差自轉),一天的長短也就不同。在赤道附近,一天有9小時50分(地球時);在極地附近,一天有9小時56分(地球時)。

木星有“大紅斑”。大紅斑於1665年被法國的天文學家卡西尼發現。它位於南緯23°處,東西長4萬千米,南北寬1.3萬千米,可以和整個地球的大小相比。探測器發現大紅斑是一團激烈上升的氣流,呈褐紅色。

木星有太陽係中最狂野的天氣。由於溫度太低,木星上會下氨雪。大氣中會結成比整個地球還大的冰雹。在巨大的暴風雨中的閃電的能量足以把一個地球上的城市氣化掉。地球上的天氣主要是由太陽輻射的能量驅動的,太陽照射造成大氣不同地方的溫差從而形成風,太陽能把海水氣化形成雨。而木星天氣動力的來源則在它的內部,木星大氣頂端的溫度為-150℃,在核心處溫度可高達上千度,這是因為木星有內部熱源。

和地球不同,木星沒有固體表麵。從木星的大氣層頂部下降到幾千千米以下的地方,你會發現一個巨大的海洋。與地球上看得到的海洋不同,這個海洋不是由水組成的,而是由可以導電的液態金屬氫組成的。它是氫在相當於幾百萬個地球大氣壓下形成的液體。在這個太陽係中最奇異的海洋下是由熔融狀的鐵和矽酸鹽組成的木星幔和木星核。

太陽係中所有的行星都起源於46億年前的一團炙熱的的氣體和塵埃。木星的表麵能有那麼高的溫度,是因為它有內部能源在釋放能量。科學家推測是木星的內部仍然在塌縮,在塌縮過程中,引力能轉化為熱能釋放出來。火星巨大質量的核每年幾厘米的下沉就會釋放出足夠多的能量維持木星表麵難以置信的高溫。結果是,木星每年輻射向太空的能量相當於它從太陽接受輻射能的2.5倍。

木星如果想變成一顆恒星,它的核心溫度必須達到100萬度,這才足以點燃熱核反應(氫聚變成氦的反應),釋放出巨大的能量。而要達到那麼高的核心溫度,木星的質量至少要比現在大100倍,而它沒法從其他地方獲得這麼大的質量,所以它不可能成為一顆恒星。

過去有人猜測,在木星附近有一個塵埃層或環,一直未能得到證實。直到1979年3月,“旅行者1號”考察木星時拍攝到了木星環的照片。木星光環的形狀像個薄圓盤,厚度約為30千米,寬度約為6500千米,離木星12.8萬千米。它也圍繞木星運行,每7小時繞木星轉一周。它主要由許多黑色碎石構成,不反射太陽光,所以長久以來未被發現。