木星是顆巨大的行星。在太陽係所有行星中,木星是最大的一個。它的直徑是14.3萬千米,是地球直徑的11倍多,體積是地球的1300多倍。這意味著,倘若木星是個中空的圓球,它裏麵能放下1300個地球。木星是太陽係行星中的頭號巨人。
木星的質量很雄偉。雖然木星質量隻及太陽的1/1000,但它的質量是地球質量的318倍,木星質量甚至比太陽係內全部其他行星、衛星、小行星、隕星和慧星的總和質量還要大,後者隻及木星質量的40%。在眾行星麵前,木星則顯得偉岸無比。
木星在群星中顯得很亮。雖然它到太陽的距離是地球到太陽距離的5倍,得到的太陽光也弱得多,隻有從地球上看到的太陽亮度的1/7。但木星個兒巨大,大氣也濃密,反射太陽光的能力也強。在天空中除金星以外,木星就是最明亮的行星了。木星比恒星星空中最亮恒星天狼星還要亮,也比火星亮。西方人把威嚴的羅馬主神“朱必特”的寶座安放在了木星上。
木星又是位“脆弱的巨人”。拿木星質量和它龐大的體積相比較,卻顯不出任何優勢。我們知道,質量與體積的比值是密度,木星的平均密度還不到地球平均密度的1/4。地球上正每方厘米的地球物質平均“重”5.52克,而幾立方厘米的木星物質隻“重”1.33克,隻比水重一點點。它的這種驚人低的密度和巨大無比的體積無異告訴我們,木星是由很輕的物質構成的,木星中可能包含著相當數量的水和比水更輕的物質。原來,木星的基本成分是液態氫,除了可能有很小的熔融的岩核外,沒有地球陸地那樣的固體表麵。
木星自轉非常迅速。它雖是龐大行星,卻行動靈活。木星比太陽係內任何別的行星自轉都要塊,木星上的“一天”隻有9小時55分,微弱的太陽光,平均每天隻有5小時左右照射時間,人類測得木星表麵溫度在零下150℃左右,是極寒冷的世界。木星公轉速度13千米/秒,比地球30千米/秒的公轉速度慢多了,公轉一周的時間幾乎等於12年。
身披色彩繽紛的彩帶
通過望遠鏡,人們就能看到木星的扁平的有趣形狀。不過,恐怕最吸引你的,是木星頂部雲層的那些雲霧狀的醒目條紋了。明暗相間的條帶大體規則又很有變化,而且都與赤道平行。條帶顏色斑斕,除了白色外,還有橙紅、棕黃色的。按照習慣,那些發白的淺色條紋叫“帶”,那些較暗的紅、棕等色條紋叫“條”或“帶紋”。
這些條帶都是木星雲層,而且是木星頂部雲層。木星被濃密的大氣包圍得嚴嚴實實,這層大氣有多厚,現在不得而知,估計大約1000多千米,它使我們想要窺視一下木星大氣的下層也不能,更不用說看見木星表麵了。木星表麵幾乎全是氫和氦,氫82%,17%氦,此外是極少的甲烷、氮、水汽、碳和氧。
木星快速自轉,雲就被拉成長條形。科學家們不久後搞清楚了,淺色的帶是木星大氣的高氣壓帶,溫暖的氣流在帶裏上升,呈現出白色或淺黃色。深暗色的條則是低氣壓帶,氣流在這裏下降,呈現出紅色和橙色。條帶間像波浪一樣激烈翻滾。換句話說,由於木星作高速自轉,伴同高氣壓帶和低氣壓帶的旋風流和反旋風流完全把巨大的木星纏繞起來了。大氣也不易跑掉,就因為木星有巨大吸引力束縛著漂泊不定的氣體。
表麵是液態氫形成的“海洋”
木星沒有固體的表麵,這與我們了解過的水星、金星、地球、火星、月球都不同。大氣之下,很可能是液態的氫的“海洋”。在再往下離木星中心核大約一半的地方,那裏的壓強已十分巨大,可達300萬個大氣壓,溫度驚人的高,達11000℃,在這樣的物理條件下,以致液態分子氫實際上已轉化成液態的金屬原子氫,這種液態的金屬氫在地球的實驗室中從未發現過,然而科學家堅信,在極端條件下會有這種液態金屬氫存在。在木星最中心部分是木星核,木星核是固體的,主要由鐵和矽之類的物質組成,不大的體積卻相當於一二十個地球質量。這裏必然承受非常大的大氣壓強,估計有上億個大氣壓。溫度高可達3萬攝氏度,那裏必然有地球所無法想像的特殊環境。
以上隻是科學家設想的木星結構模型,因為要想了解雲的下麵是怎樣的細節非常困難。
木星有強大的磁場。木星磁場強度為地磁強度的10倍,磁極方向和地球相反,在木星指南針確實是“指向南方”,木星的磁層比地球的磁層要大100倍,可直接達到700萬千米之處。地球磁層隻在距地心7~8千米範圍內。打個比方,如果我們在夜間能用眼睛看見木星和它的磁層的話,木星本身隻相當於一顆亮星那麼大,木星的磁層則要比月亮大16倍。另外,木星磁層隨太陽風“吹拂”,十分迅速地頻頻收縮和膨脹著。