正文 第三章 走近溫暖的太陽,解讀太陽係(2 / 3)

串疊型電池

串疊型電池(TandemCell)屬於一種運用新穎原件結構的電池,借由設計多層不同能隙的太陽能電池來達到吸收效率最佳化的結構設計。目前由理論計算可知,如果在結構中放入越多層數的電池,將可把電池效率逐步提升,甚至可達到50%的轉換效率。

太陽能電池發展市場

當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急,能源問題日益成為製約國際社會經濟發展的瓶頸時,越來越多的國家開始實行“陽光計劃”,開發太陽能資源,尋求經濟發展的新動力。歐洲一些高水平的核研究機構也開始轉向可再生能源。在國際光伏市場巨大潛力的推動下,各國的太陽能電池製造業爭相投入巨資,擴大生產,以爭一席之地。

全球太陽能電池產業1994-2004年10年裏增長了17倍,太陽能電池生產主要分布在日本、歐洲和美國。2006年全球太陽能電池安裝規模已達1744MW,較2005年成長19%,整個市場產值已正式突破100億美元大關。2007年全球太陽能電池產量達到3436MW,較2006年增長了56%。

中國對太陽能電池的研究起步於1958年,20世紀80年代末期,國內先後引進了多條太陽能電池生產線,使中國太陽能電池生產能力由原來的3個小廠的幾百kW一下子提升到4個廠的4.5MW,這種產能一直持續到2002年,產量則隻有2MW左右。2002年後,歐洲市場特別是德國市場的急劇放大和無錫尚德太陽能電力有限公司的橫空出世及超常規發展給中國光伏產業帶來了前所未有的發展機遇和示範效應。

目前,我國已成為全球主要的太陽能電池生產國。2007年全國太陽能電池產量達到1188MW,同比增長293%。中國已經成功超越歐洲、日本為世界太陽能電池生產第一大國。在產業布局上,我國太陽能電池產業已經形成了一定的集聚態勢。在長三角、環渤海、珠三角、中西部地區,已經形成了各具特色的太陽能產業集群。

中國的太陽能電池研究比國外晚了20年,盡管最近10年國家在這方麵逐年加大了投入,但投入仍然不夠,與國外差距還是很大。政府應加強政策引導和政策激勵,盡快解決太陽能發電上網與合理定價等問題。同時可借鑒國外的成功經驗,在公共設施、政府辦公樓等領域強製推廣使用太陽能,充分發揮政府的示範作用,推動國內市場盡快起步和良性發展。

太陽能光伏發電在不遠的將來會占據世界能源消費的重要席位,不但要替代部分常規能源,而且將成為世界能源供應的主體。預計到2030年,可再生能源在總能源結構中將占到30%以上,而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上;到2040年,可再生能源將占總能耗的50%以上,太陽能光伏發電將占總電力的20%以上;到21世紀末,可再生能源在能源結構中將占到80%以上,太陽能發電將占到60%以上。這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域重要的戰略地位。由此可以看出,太陽能電池市場前景廣闊。

光伏發電的特點

優點:①無枯竭危險;

②安全可靠,無噪聲,無汙染排放外,絕對幹淨;

③不受資源分布地域的限製,可利用建築屋麵的優勢;

④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電;

⑤能源質量高;

⑥使用者從感情上容易接受;

⑦建設周期短,獲取能源花費的時間短。

缺點:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大麵積;

②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。

③產生的電力接入電網需要增加無功補償設備

④儲能困難

光伏發電係統

太陽能

電池板

在光生伏特效應的作用下,太陽能電池的兩端產生電動勢,將光能轉換成電能,是能量轉換的器件。

控製器

能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備

逆變器

是將直流電轉換成交流電的設備

光伏發電係統所麵臨的關鍵技術

光電池組件的係統結構

/光伏陣列的最大功率跟蹤

/並網逆變器的類型

/孤島保護技術

/電能的雙向計量

/夜間零耗電技術

/電磁兼容性

/其他的安全問題(如防雷)等

我國光伏產業現狀(1)電池產量2007年國內太陽能電池產量達到1088MWp(其中非晶矽電池為28.3MWp),比上年增長148.1%,超過日本(920MWp)和歐洲(1062.8MWp),成為世界第一大太陽能電池生產國

組件產量2007年我國光伏組件產量也達到世界第一。據不完全統計,截至2007年底,國內光伏組件產量達到1717MWp,比上年增長138%。

我國光伏產業現狀(2)

光熱轉換陶瓷:伊原等人經研究發現,第四過渡族金屬的碳化合物具有吸收波長在2微米以下的光線,全部反射波長在2微米以上光線的特點「4〕。在太陽的輻射光譜中,其中波長在0.3至2微米範圍的太陽光占總能量的95%以上,因此太陽光的大部分能量可被這類金屬元素的碳化物吸收,而人體熱輻射的波長為4一14微米,不能被其吸收,大部分被反射。

由北京豐盈科技生產的遠紅外服裝,它的紅外發射率可高達92%,光熱轉換率達到了99%,而且紅外光子波的範圍擴展到1/vm—20/vm波光的範圍,使用這種纖維做成的織物不僅具有發射紅外能量波的效果,還可以更好的促進人體吸收轉換皮膚周圍的光熱量。

采用三靶鍍膜技術生產的不鏽鋼--氮化鋁雙層陶瓷鍍膜全玻璃真空集熱管,

與普通真空集熱管相比,具有高溫(高溫管可高達500℃)、高效(熱吸收比可達0.96)

低熱損(可低至0.04)的優點。

光電轉換材料

半導體材料為基礎,利用光照產生電子-空穴對,在附結上可以產生光電流和光電壓的現象(光伏效應),從而實現太陽能光電轉換的目的。通常所用的半導體材料為矽、鍺和三-五族化合物等。

在純淨的矽晶體中摻入五價元素(如磷、砷、銻等),使之取代晶格中矽原子的位置,就形成了N型半導體。這類雜質提供了帶負電(Negative)的電子載流子,稱他們為是主雜質或n型雜質。在N型半導體中,自由電子為多子,空穴為少子,主要靠自由電子導電。自由電子主要由雜質原子提供,空穴由熱激發形成。摻入的雜質越多,多子(自由電子)的濃度就越高,導電性能就越強。

采用高科技光電轉換材料---太陽能矽晶片,可以在任何生活光源下聚集不同角度的光線,進行電力轉換並實現為手機充電,可徹底擺脫充電器。不僅在太陽光照射下,在房間裏的燈光、室內自然光、甚至燭光下都能實現充電。

4.水星的概況

水星

在古羅馬神話中水星是商業、旅行和偷竊之神,即古希臘神話中的赫耳墨斯,為眾神傳信的神,或許由於水星在空中移動得快,才使它得到這個名字。

早在公元前3000年的蘇美爾時代,人們便發現了水星,古希臘人賦於它兩個名字:當它初現於清晨時稱為阿波羅,當它閃爍於夜空時稱為赫耳墨斯。不過,古希臘天文學家們知道這兩個名字實際上指的是同一顆星星,赫拉克賴脫(公元前5世紀之希臘哲學家)甚至認為水星與金星並非環繞地球,而是環繞著太陽在運行。

僅有水手10號探測器於1973年和1974年三次造訪水星。它僅僅勘測了水星表麵的45%(並且很不幸運,由於水星太靠近太陽,以致於哈博望遠鏡無法對它進行安全的攝像)。

水星的軌道偏離正圓程度很大,近日點距太陽僅四千六百萬千米,遠日點卻有7千萬千米,在軌道的近日點它以十分緩慢的速度按歲差圍繞太陽向前運行(歲差:地軸進動引起春分點向西緩慢運行,速度每年0.2",約25800年運行一周,使回歸年比恒星年短的現象。分日歲差和行星歲差兩種,後者是由行星引力產生的黃道麵變動引起的。)在十九世紀,天文學家們對水星的軌道半徑進行了非常仔細的觀察,但無法運用牛頓力學對此作出適當的解釋。存在於實際觀察到的值與預告值之間的細微差異是一個次要(每千年相差七分之一度)但困擾了天文學家們數十年的問題。有人認為在靠近水星的軌道上存在著另一顆行星(有時被稱作Vulcan,“祝融星”),由此來解釋這種差異,結果最終的答案頗有戲劇性:愛因斯坦的廣義相對論。在人們接受認可此理論的早期,水星運行的正確預告是一個十分重要的因素。(水星因太陽的引力場而繞其公轉,而太陽引力場極其巨大,據廣義相對論觀點,質量產生引力場,引力場又可看成質量,所以巨引力場可看作質量,產生小引力場,使其公轉軌道偏離。類似於電磁波的發散,變化的磁場產生電場,變化的電場產生磁場,傳向遠方。--譯注)

在1962年前,人們一直認為水星自轉一周與公轉一周的時間是相同的,從而使麵對太陽的那一麵恒定不變。這與月球總是以相同的半麵朝向地球很相似。但在1965年,通過多普勒雷達的觀察發現這種理論是錯誤的。現在我們已得知水星在公轉二周的同時自轉三周,水星是太陽係中目前唯一已知的公轉周期與自轉周期共動比率不是1:1的天體。

由於上述情況及水星軌道極度偏離正圓,將使得水星上的觀察者看到非常奇特的景像,處於某些經度的觀察者會看到當太陽升起後,隨著它朝向天頂緩慢移動,將逐漸明顯地增大尺寸。太陽將在天頂停頓下來,經過短暫的倒退過程,再次停頓,然後繼續它通往地平線的旅程,同時明顯地縮小。在此期間,星星們將以三倍快的速度劃過蒼空。在水星表麵另一些地點的觀察者將看到不同的但一樣是異乎尋常的天體運動。

水星上的溫差是整個太陽係中最大的,溫度變化的範圍為90開到700開。相比之下,金星的溫度略高些,但更為穩定。

水星在許多方麵與月球相似,它的表麵有許多隕石坑而且十分古老;它也沒有板塊運動。另一方麵,水星的密度比月球大得多,(水星5.43克/立方厘米月球3.34克/立方厘米)。水星是太陽係中僅次於地球,密度第二大的天體。事實上地球的密度高部分源於萬有引力的壓縮;或非如此,水星的密度將大於地球,這表明水星的鐵質核心比地球的相對要大些,很有可能構成了行星的大部分。因此,相對而言,水星僅有一圈薄薄的矽酸鹽地幔和地殼。

巨大的鐵質核心半徑為1800到1900千米,是水星內部的支配者。而矽酸鹽外殼僅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融狀。

事實上水星的大氣很稀薄,由太陽風帶來的被破壞的原子構成。水星溫度如此之高,使得這些原子迅速地散逸至太空中,這樣與地球和金星穩定的大氣相比,水星的大氣頻繁地被補充更換。

水星的表麵表現出巨大的急斜麵,有些達到幾百千米長,三千米高。有些橫處於環形山的外環處,而另一些急斜麵的麵貌表明他們是受壓縮而形成的。據估計,水星表麵收縮了大約0.1%(或在星球半徑上遞減了大約1千米)。

水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地,直徑約為1300千米,人們認為它與月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成於太陽係早期的大碰撞中,那次碰撞大概同時造成了星球另一麵正對盆地處奇特的地形。

除了布滿隕石坑的地形,水星也有相對平坦的平原,有些也許是古代火山運動的結果,但另一些大概是隕石所形成的噴出物沉積的結果。

水手號探測器的數據提供了一些近期水星上火山活動的初步跡象,但我們需要更多的資料來確認。

令人驚訝的是,水星北極點的雷達掃描(一處未被水手10號勘測的區域)顯示出在一些隕石坑的被完好保護的隱蔽處存在冰的跡象。

水星有一個小型磁場,磁場強度約為地球的1%。

至今未發現水星有衛星。

通常通過雙筒望遠鏡甚至直接用肉眼便可觀察到水星,但它總是十分靠近太陽,在曙暮光中難以看到。MikeHarvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由“星光燦爛”這個天象程序作更多更細致的定製。

水星的外貌

在太陽係的九大行星中,水星最靠近太陽。它屬於內行星。從地球上看去,水星和太陽之間的視角距(即兩個天體在觀測者眼裏所張的角度)不超過28°。我國古代把30°叫做——“辰”,水星離太陽的視角距不超過一辰,因而我國古代把它稱為“辰星”。

水星最亮的時候,目視星等達-1.9等。由於水星和太陽之間的視角距離不大,使得水星經常因距離太陽太近,淹沒在耀眼的陽光之中而不得見。即使在最宜於觀察的條件下,也隻有在日落西山之後,在西天低處的夕陽餘暉中,或是在日出之前,在東方地平線才能看到它。

在地麵上觀測水星,幾乎看不到它的細節。1973年11月3日,美國發射了水手10號宇宙飛船,對水星進行飛近探測。它是迄今唯一“訪問”過水星的宇宙飛船。在它與水星三次相會的過程中,向地麵發回了5000多張照片。在最後一次,它距水星表麵僅372千米,拍攝了非常清晰的水星電視圖像,天文學家驚奇地發現,水星表麵和月球表麵極為相似。

水星表麵大大小小的環形山星羅棋布,既有高山,也有平原,還有令人膽寒的懸崖峭壁。據統計,水星上的環形山有上千個,這些環形山比月亮上的環形山的坡度平緩些。1976年,國際天文學會聘請一些專家、學者為環形山命名,1987年正式公布了第一批環形山的名字,其中有15個環形山用了中國的人的名字。除了中國現代文學巨匠魯迅外,其他14位都是中國古代文學家和藝術家。

水星內幕

水星的運動

水星離太陽的平均距離為5790萬公裏,繞太陽公轉軌道的偏心率為0.206,故其軌道很扁。太陽係天體中,除冥王星外,要算水星的軌道最扁了。水星在軌道上的平均運動速度為48公裏/秒,是太陽係中運動速度最快的行星,它繞太陽運行一周隻需要88天,除公轉之外,水星本身也有自轉。過去認為水星的自轉周期應當與公轉周期相等,都是88天。1965年,美國天文學家戈登、佩蒂吉爾和羅·戴斯用安裝在波多黎各阿雷西博天文台的、當今世界上最大的射電望遠鏡測定了水星的自轉周期,結果並不是88天,而是58.646天,正好是水星公轉周期的2/3。水星軌道有每世紀快43″的反常進動。

地球每自轉一周就是一晝夜,而水星自轉三周才是一晝夜。水星上一晝夜的時間,相當於地球上的176天。與此同時,水星也正好公轉了兩周。因此人們說水星上的一天等於兩年。由於水星在近日點時總以同一經度朝著太陽,在遠日點時以相差90°的經度朝著太陽,所以水星隨著經度不同而出現季節變化。

水星的核心

水星外貌如月,內部卻很像地球,也分為殼、幔、核三層。水星的半徑為2439公裏,是地球半徑的38.2%,18個水星合並起來才抵得上一個地球的大小。質量為3.3310^26克,為地球質量的5.58%,平均密度為5.433克/cm^3,略低於地球的平均密度。在九大行星中,除地球外,水星的密度最大。由此天文學家推測水星的外殼是由矽酸鹽構成的,其中心有個比月球大得多的鐵質內核。這個核球的主要成分是鐵、鎳和矽酸鹽。根據這樣的結構,水星應含鐵20000億億噸,按目前世界鋼的年產量(約8億噸)計算,可以開采2400億年,真是一座取之不盡,用之不竭的大鐵礦!

美國發射的“水手10號”在1974年3月、9月和1975年3月探測了水星,並向地麵發回5000多張照片,為我們了解水星提供了珍貴的信息。從照片上我們看出,水星的外貌酷似月球,有許多大小不一的環形山,還有輻射紋、平原、裂穀、盆地等地形。人們推測水星的殼層與月球類似,並且都有過隕星轟擊曆史。水星上有極稀薄的大氣,大氣壓小於210百帕,大氣中含有氦、氫、氧、碳、氬、氖、氙等元素。由於大氣非常稀薄,水星的表麵白天和夜晚的溫度相差很大。白天太陽光直射處溫度高達427℃,夜晚太陽照不到時,溫度降低到-173℃。溫差變化如此懸殊,絕不可能有生物存在。

水星的磁場

水星有沒有磁場?70年代以前,也是誰都不知道。而一般估計,這麼小的一個天體大概是不會有磁場的。

1973年11月,第一個也是到目前為止唯一的一個水星探測器發射成功,它的既定考察任務中,有一項就是探測水星究竟有沒有磁場。它就是美國的

“水手10號”探測器。探測器曾經3次從水星上空飛過,那是在1974年的3月29日和9月21日,以及1975年3月16日。

“水手10號”第一次飛越水星時,最近時距水星隻有720多公裏。探測器上的照相機在拍攝布滿環形山的水星地貌的同時,磁強計意外地探測到水星似乎存在一個很弱的磁場,而且可能是跟地球磁場那樣有著兩個磁極的偶極磁場。水星表麵環形山和磁場的發現使科學家很感興趣,因為這些都是前所未知的。但是,磁場的存在必須得到進一步的證實,這就要等待到“水手10號”與水星的另一次接近。

水星上既無水,也沒有空氣。水星外觀同月球相似,隻是水星上有更多的環形山,高地平原參差不齊。與月麵有所不同的是,水星表麵分布著隆起的陡壁和山脊,宛如蘋果因水分蒸發而表麵收縮形成的皺紋。水星表麵寧靜、平滑,過去可能發生過火山活動,有火山熔岩形成的平麵狀地區,還遍布著大大小小的隕石坑。水星上有一個巨大的同心圓構造,它位於赤道地帶,直徑約有1300千米,被科學家命名為“卡路裏盆地”。水星表麵有100多個具有放射條紋的坑穴,還有大量斷崖,有的長達數百千米。水星的密度與地球接近,並有一全球性的磁場。水星磁場的發現,表示水星內部可能是一個高溫液態的金屬核,這個既重又大的鐵鎳內核直徑超過水星直徑的1/3,有整個月球那麼大。水星磁場強度隻有地球的1%,磁力線的分布圖形簡直就是地球磁場按比例的縮影。

總之,水星沒有空氣,沒有水分,也沒有衛星。其上的溫差很大,運行速度快,沒有什麼驚人的奇觀,更沒有任何生物痕跡。但是水星這種既像月球又像地球的特征,是宇宙中物質多樣性的生動證明,也是研究太陽係形成和起源的寶貴資料。

5.金星的概況

金星

天亮前後,東方地平線上有時會看到一顆特別明亮的“晨星”,人們叫它“啟明星”;而在黃昏時分,西方餘輝中有時會出現一顆非常明亮的“昏星”,人們叫它“長庚星”。這兩顆星其實是一顆,即金星。金星是太陽係的八大行星之一,按離太陽由近及遠的次序是第二顆。它是離地球最近的行星。

金星,在中國民間稱它為“太白”或“太白金星”。古代神話中,“太白金星”是一位天神。古希臘人稱金星為“阿佛洛狄忒”,是代表愛與美的女神。而羅馬人把這位女神稱為“維納斯”,於是金星也被稱為維納斯了。

除太陽和月亮之外,金星是全天最亮的星,亮度最大時為-4.4等,比著名的天狼星(除太陽外全天最亮的恒星)還要亮14倍。金星沒有衛星,因此金星上的夜空沒有“月亮”,最亮的“星星”是地球。由於離太陽比較近,所以在金星上看太陽,太陽的大小比地球上看到的大1.5倍。

有人稱金星是地球的孿生姐妹,確實,從結構上看,金星和地球有不少相似之處。金星的半徑約為6073公裏,隻比地球半徑小300公裏,體積是地球的0.88倍,質量為地球的4/5;平均密度略小於地球。但兩者的環境卻有天壤之別:金星的表麵溫度很高,不存在液態水,加上極高的大氣壓力和嚴重缺氧等殘酷的自然條件,金星不可能有任何生命存在。因此,金星和地球隻是一對“貌合神離”的姐妹。

金星大氣中,二氧化碳最多,占97%以上。同時還有一層厚達20到30公裏的由濃硫酸組成的濃雲。金星表麵溫度高達465至485度,大氣壓約為地球的90倍。

金星的自轉很特別,自轉方向與其它行星相反,是自西向東。因此,在金星上看,太陽是西升東落。它自轉一周要243天,但金星上的一晝夜特別長,相當於地球上的117天,這就是說金星上的“一年”隻有“兩天”,一年中隻能看到兩次“日出”。金星繞太陽公轉的軌道是一個很接近正圓的橢圓形,其公轉速度約為每秒35公裏,公轉周期約為224.70天。金星的公轉軌道很接近於正圓,且與黃道麵接近重合。其公轉周期約為224.7日,但其自轉周期卻為243日,也就是說,金星的“一天”比“一年”還長。金星是太陽係內唯一逆向自轉的大行星。另外它和水星一樣,是太陽係中僅有的兩個沒有天然衛星的大行星。

金星周圍有濃密的大氣和雲層。這些雲層為金星表麵罩上了一層神秘的麵紗。隻有借助於射電望遠鏡才能穿過這層大氣,看到金星表麵的本來麵目。

金星的表麵比較年輕,大約是300至500萬年前才形成的。金星的地勢比較平坦。金星上70%是起伏不大的平原,20%是低窪地,還有10%左右的高地。最高的山峰達10,590米,比珠穆朗瑪峰還高。一條從南向北穿過赤道的長達1200千米的大峽穀,是九大行星中最大的峽穀。

金星上沒有小的環形山,由於金星表麵有稠密的大氣,小隕星在進入金星的大氣層時就被燒光了。金星上的環形山通常都是成群的,大概是由於較大的小行星在到達金星表麵前,在大氣中碎裂所至。

火山及火山活動金星表麵為數很多。至少85%的金星表麵覆蓋著火山岩。除了幾百個大型火山外,在金星表麵還零星分布著100,000多座小型火山。從火山中噴出的熔岩流產生了了長長的溝渠,範圍大至幾百公裏,其中最長的一條超過7000公裏。

金星表麵的溫度最高達447℃,是因為金星上強烈的溫室效應,溫室效應是指透射陽光的密閉空間由於與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應。金星上的溫室效應強得令人瞠目結舌,原因在於金星的大氣密度是地球大氣的100倍,且大氣97%以上是“保溫氣體”---二氧化碳;同時,金星大氣中還有一層厚達20~30千米的由濃硫酸組成的濃雲。二氧化碳和濃雲隻許太陽光通過,卻不讓熱量透過雲層散發到宇宙空間。被封閉起來的太陽輻射使金星表麵變得越來越熱。溫室效應使金星表麵溫度高達465至485℃,且基本上沒有地區、季節、晝夜的差別。它還造成金星上的氣壓很高,約為地球的90倍。濃厚的金星雲層使金星上的白晝朦朧不清,這裏沒有我們熟悉的藍天、白雲,天空是橙黃色的。雲層頂端有強風,大約每小時350千米,但表麵風速卻很慢,每小時幾千米不到。十分有趣的是,金星上空會像地球上空一樣,出現閃電和雷暴。

【金星的傳說】

樂下凡塵的太白金星

金星在我國古代稱為太白,早上出現在東方時又叫啟明、曉星、明星,傍晚出現在西方時也叫長庚、黃昏星。由於它非常明亮,最能引起富於想象力的中國古人的幻想,因此我國有關它的傳說也就特別多。

在我國本土宗教——道教中,太白金星可謂是核心成員之一,論地位僅在三清(太上老君,元始天尊,通天教主)之下。最初道教的太白金星神是位穿著黃色裙子,戴著雞冠,演奏琵琶的女神,明朝以後形象變化為一位童顏鶴發的老神仙,經常奉玉皇大帝之命監察人間善惡,被稱為西方巡使。在我國古典小說中,多次出現太白金星的傳奇故事,可見他的人氣之旺。在膾炙人口的《西遊記》中,太白金星就是個多次和孫悟空打交道的好老頭。

在與金星相關的眾多傳說中,最具有傳奇色彩的應該算是關於唐代大詩人李白的故事了。傳說李白的出生不同尋常,乃是他的母親夢見太白金星落入懷中而生,因此取名李白,字太白。長大後的李白也確有幾分“仙氣”,他漫遊天下,學道學劍,好酒任俠,笑傲王侯。他的詩,想象力“欲上青天攬明月”,氣勢如“黃河之水天上來”,無人能及。李白在當朝就享有“謫仙”的美名,後來更被人們尊為“詩中之仙”。

顛倒眾生的維納斯

在希臘與羅馬神話中,金星是愛與美的化身——維納斯女神。維納斯(Venus)是羅馬人對她的美稱,意思是“絕美的畫”,在希臘神話中她叫阿弗羅狄忒(Aphrodite),意思是為“上升的泡沫”,因為傳說她是在海麵上起的泡沫之中誕生的。維納斯擁有羅馬神話中最完美的身段和容貌,一直被認為是女性體格美的最高象征。她的美貌,使得眾女神羨慕不已,也讓無數天神為之著迷,甚至連她的父親宙斯也曾追求過她。但宙斯的求愛遭到拒絕後,十分氣惱,便把她嫁給了瘸腿的匠神伏爾甘(希臘神話稱為赫菲斯塔司)。不過維納斯後來卻愛上了戰神馬爾斯,並為他生下了幾個兒女,其中包括小愛神丘比特。

維納斯的一生都在追求愛情,然而愛情的熱力卻總是短暫的,她對於愛情並不專一。在她無數的羅曼史中,最為淒美感人的當數她和阿多尼斯(Adonis)之間的故事了。阿多尼斯是一個俊美勇敢的年輕獵人,某日,維納斯邂逅了正在打獵的阿多尼斯,並很快墜入愛河。她擔心狩獵太危險,便勸阿多尼斯不要捕獵凶猛的大型野獸,然而阿多尼斯卻對此不以為然,維納斯一賭氣就離他而去,飛向神邸。不久,不幸的事發生了,阿多尼斯打獵時被一隻凶性大發的野豬撞死。維納斯在半空中聽到愛人的呻吟,趕緊飛回地麵,卻隻見到他渾身浴血的屍體。維納斯傷痛欲絕,她把神酒灑到阿多尼斯的身體上,血和酒相互交融,冒出陣陣氣泡,然後像雨點一樣落在地麵上。不久地上長出一種顏色如血的鮮花,淒美迷人,但是它的生命卻十分短暫,據說風把它吹開後,立即又把它的花瓣吹落。這就是秋牡丹,也叫“風之花”,成為這段動人愛情故事的美麗花祭。

福星?禍星?

金星雖然觀測耀目,但並非總是代表著吉祥。它時而在東方高懸,時而在西方閃耀,讓人捉摸不透,恐懼也就因此而生。對瑪雅人和阿茲特克人來說,它既隱喻死亡,又象征複活。它是阿茲特克人的神魁紮爾科亞特爾,能使滅絕的人借著從死人王國中偷來的骨架複活,並用這位神靈賜予的血再生。古代腓尼基人。猶太人都認為它是惡魔的化身,是一顆惡星,古代墨西哥人也害怕金星,在黎明時總要關閉門窗,擋住它的光芒。他們認為,金星的光芒會帶來疾病。

當然這些傳說都是因為古人不了解天體運動規律而臆想出來的唯心主義觀念,其實金星就是金星,無關人間禍福。總之,福星也好,禍星也罷,金星永遠是夜空中最亮的明星。

【金星上的火山分布】

金星火山

金星上可謂火山密布,是太陽係中擁有火山數量最多的行星。業已發現的大型火山和火山特征有1600多處。此外,還有無數的小火山,沒有人計算過它們的數量,估計總數超過10萬,甚至100萬。

金星火山造型各異。除了較普遍的盾狀火山,這裏還有很多複雜的火山特征,和特殊的火山構造。目前為止,科學家在此尚未發現活火山,但是由於研究數據有限,因此,盡管大部分金星火山早已熄滅,仍不排除小部分依然活躍的可能性。

金星與地球有許多共同處。它們大小、體積接近。金星也是太陽係中離地球最近的行星,也被雲層和厚厚的大氣層所包圍。同地球一樣,金星的地表年齡也非常年輕,約5億年左右。

不過這些基本的類似中,也存在很多不同點。金星的大氣成分多為二氧化碳,因此它的地表具有強烈的溫室效應,其表麵的溫度可高達??壓的90倍。這差不多相當於地球海麵下一公裏處的水壓。

金星地表沒有水,空氣中也沒有水份存在,其雲層的主要成分是硫磺酸,而且較地球雲層的高度高得多。由於大氣高壓,金星上的風速也相應緩慢。這就是說,金星地表既不會受到風的影響也沒有雨水的衝刷。因此,金星的火山特征能夠清晰地保持很長一段時間。

金星沒有板塊構造,沒有線性的火山鏈,沒有明顯的板塊消亡地帶。盡管金星上峽穀縱橫,但沒有那一條看起來類似地球的海溝。

跡象表明,金星火山的噴發形式也較為單一。凝固的熔岩層顯示,大部分金星火山噴發時,隻是流出的熔岩流。沒有劇烈爆發、噴射火山灰的跡象,甚至熔岩也不似地球熔岩那般泥濘粘質。這種現象不難理解。由於大氣高壓,爆炸性的火山噴發,熔岩中需要有巨大量的氣體成分。在地球上,促使熔岩劇烈噴發的主要氣體是水氣,而金星上缺乏水分子。另外,地球上絕大部分粘質熔岩流和火山灰噴發都發生在板塊消亡地帶。因此,缺乏板塊消亡帶,也大大減少了金星火山猛烈爆發的幾率。

金星上的大型盾狀火山:

金星有150多處大型盾狀火山。這些盾狀直徑多在100公裏至600公裏之間,高度約有0.3-5公裏。其中最大的一座,直徑700公裏,高度5.5公裏。比起地球上的盾狀火山,金星火山顯得更加平坦。事實上,最大的金星盾狀火山,其基底直徑已經接近火星上的Olympus火山,但是由於高度不足,體積比起Olympus要小得多。

火星盾狀火山與地球上的盾狀火山有相似之處。它們大都被長長的呈放射狀的熔岩流所覆蓋,坡度平緩。大部分火山中心有噴射孔。因此,科學家猜測這些盾狀是由玄武岩構成的,類似夏威夷的火山。

金星上的盾狀火山分布零散,並不象地球上的火山鏈。這說明金星沒有活躍的板塊構造。

金星上的小型盾狀火山:

金星約有10萬個直徑小於20公裏的小型盾狀火山。這些火山通常成串分布,被稱為盾狀地帶。已被科學家在地圖上標出的盾狀地帶,超過550個,多數直徑在100-200公裏之間。盾狀地帶分布廣泛,主要出現在低窪平原或低地的丘陵處。科學家發現,許多盾狀地帶已經被更新的熔岩平原覆蓋,因此他們推測,盾狀地帶的年齡非常古老,可能形成於火山活動初期。

6.火星的概況

火星

因為火星的火紅色,熾熱的神秘外表,總令人浮想聯翩,自古就吸引著人們,而希臘文明更是冠之以戰神之名。不過此時人們觀測火星的目的就如同其他天體般,大部分是為了占星,而真正為了科學目的的是在十七世紀之後,例如開普勒在提出行星運動定律時就是依據第穀對於火星運行的大量而精密的觀測資料。

喬瓦尼·夏帕雷裏所繪之火星地圖。

自從望遠鏡發明後,開始有更進一步的觀測。第一個將望遠鏡往天上瞧的伽利略所見之火星隻是一個橘紅小點,而隨著望遠鏡的發展,觀測者開始辨別到一些明暗特征,而惠更斯依此測出火星自轉周期約為24.6小時,他亦為首次紀錄南極冠的人。而一開始大家各自觀測,意見亦不一致,命名也未統一(例如用繪製者命名)。不過後來意大利的喬瓦尼·夏帕雷裏(GiovanniSchiaparelli)統合了各家說法而繪製了一個較可信的地圖,而命名取自地中海、中東等的地名和聖經等作為來源,而其餘則依照舊有的觀念:暗區被認為是湖(lacus)海(mare)等水體,如太陽湖(SolisLacus——LakeoftheSun)、塞壬海(MareSirenum——theSeaofSirens)、最明顯暗大三角——大塞地斯(SyrtisMajor);而亮區則是陸地,如亞馬遜(Amazonis),而這個命名係統也延續下來。

當時,斯加帕雷裏和同期觀測者一樣,觀察到了火星表麵似乎有一些從暗區延伸出的細線,因為對於暗區是水體的傳統,他把這些細線命名為水道(canali),不過後來就被曲解了。

後來由於觀察到暗區會在冬季時縮小、夏季時擴張,有人提出暗區是植物覆蓋、而暗區的擴大縮小則是消長所引起的,改變以往認為暗區是海洋的說法。

帕西瓦爾·羅威爾(PercivalLowell)用小倍數望遠鏡觀察到了火星運河,他宣稱那些火星表麵的痕跡顯然是人工挖掘的運河,並認為一些地區亮度隨季節而改變是由於植被消長引起。風靡大眾的火星科幻中的火星人亦源於此。那些表麵線條現在知道大部分並不真的存在,在一些情形中,那是古老的幹水道或峽穀。火星表麵顏色的改變則是因為發生火星塵暴。

火星地形圖,青藍色以北為北方低原,綠色以南則為南方高原,而醒目的塔爾西斯地區則是西半球(左半)的深紅色區域,埃律西姆地區則是右邊的小紅色區。南方高原中亦有兩個大盆地,分別是阿爾及爾平原(西)與希臘平原(東)。

地理

不像水星隕石坑遍布,火星多了更多樣的地形,有高山、平原、峽穀,但由於重力較小等因素,火星亦有很不同的地方。南北半球的地形有著強烈的對比:北方是被熔岩填平的低原,南方則是充滿隕石坑的古老高地,而兩者之間以明顯的斜坡分隔;火山地形穿插其中,流水侵蝕而成的眾多峽穀亦分布各地,南北極則有以幹冰和水冰組成的極冠,風成沙丘亦廣布整個星球。而除此之外,火星更有很多耐人尋味的地形景觀。

火山

火星的火山和地球的不太一樣,除了重力較小使山能長的很高之外,缺乏明顯的板塊運動,使火山分布是以熱點為主,不像地球有火環的構造。火星的火山主要分布於塔爾西斯高原(TharsisBulge)、埃律西姆地區和零星分布於南方高原上,例如希臘平原東北的泰瑞納山(TyrrhenaPlatera)。

在西半球的塔爾西斯高原高約14公裏,伴隨著盛行火山作用的遺跡,其中五座大火山皆為盾狀火山,包括太陽係最高的奧林帕斯山,有21.287公裏高,550公裏寬。其他四座包括艾斯克雷爾斯山(AscraeusMons)、帕弗尼斯山(PavonisMons)、阿爾西亞山(ArsiaMons)和亞拔山(AlbaPatera)──以體積和1600公裏的直徑來看是太陽係最大的山。在大火山之間亦散布著零星的小火山。

在火星的另一端還有一個較小的火山群,以14.127公裏高的埃律西姆山(ElysiumMons)為主體,北南各有較矮的赫克提斯山(HecatesTholus)和歐伯山(AlborTholus)。

峽穀、河穀

在塔爾西斯高地東部有太陽係內最大的峽穀地貌:水手號峽穀

(VallesMarineris)是一個4000公裏長7公裏深、複雜的大峽穀,是塔爾西斯高原形成時地殼張裂而形成。西起諾克提斯迷宮(NoctisLabyrinthus)、東經大片混沌地形(Choas)再轉北入克裏斯平原(ChrysePlanitia)。而克裏斯低原更有數條峽穀(或河穀)“流入”,如卡塞峽穀(KaseiValles),而各峽穀末端常有淚珠狀“島嶼”——也就是水流侵蝕的地形。

由於火星的自轉軸有明顯傾斜,亦有明顯的四季變化,不過一季約為地球的兩倍長。另一不同於地球的是,火星的軌道離心率比地球大,就是火星近日點、遠日點的差別較大,當位於近日點時,南半球處夏季,比北半球遠日點夏季所造成的升溫更強,而北半球的冬天亦比南半球的冬天冷。

大氣環流

火星大氣環流主要為單胞環流,由赤道相對熱空氣上升,漂至極區下沉,再沿地麵回到赤道。另外,在火星的夏半球,極冠的二氧化碳升華進入大氣,使氣壓升高;而冬半球由於二氧化碳凝華,氣壓下降,由於進出大氣的二氧化碳量高達25%,造成南北壓力差,空氣便傾向由高壓的夏半球流向低壓的冬半球,形成另一依季節而變向的環流。因此火星的天氣係統趨向成為全球性的,例如塵暴。

塵暴

由於火星氣壓低,當太陽甫照地表時,大氣便能快速增加動能,風速大,加上低重力,塵埃很容易被卷入空中。而就在南半球春夏季時,增溫快,易形成強烈的風,卷起的狂沙再加強增溫,風速更快,終於形成塵暴,從太空可看到一片褐色塵雲旋轉、移動。而這些區域性塵暴有些甚至發展成全球性塵暴,將整個星球籠罩在橘霧之下。水手9號到達火星的時候,火星被全球性塵暴遮住而無法觀測。

塵卷風

地球幹燥沙漠地常發生,在火星也一樣常見。塵卷風(dustdevils)宛如迷你形龍卷風,當地表被加熱時,上方空氣變上升、旋轉,挾帶砂石,在地表上遊走,在經過的地方因為把上層淺沙帶走,留下深色軌跡。

火星的雲層與南極冠

火星的雲不像地球那麼多又較厚實,由於冷、幹、氣壓低,火星的雲通常不多且薄,有些是水冰構成,有些是幹冰構成,如果參雜沙塵則由白色變成黃色的黃雲,另外一些常見的雲,如:塔爾西斯山區和埃律西姆山區的山雲、哈伯太空望遠鏡中常見的赤道雲、火星邊緣的藍色雲靄等。

古人觀測火星時,認為火星在位置上及亮度上都常變不定,故又稱“熒惑”,在星占學上象征殘、疾、喪、饑、兵等惡象。“熒惑守心”是火星留守在“心宿”(天蠍座)的天文現象,“心宿”主要是有三顆星,中間這顆最亮,代表皇帝,旁邊的兩顆代表太子、庶子,“熒惑守心”是一個很罕見的天象,被認為是最不祥,可能出現兩種結果一是皇帝駕崩,或是宰相下台。西漢成帝綏和二年(7年),天文台觀測到了“熒惑守心”的天象,宰相翟方進被漢成帝賜了毒酒自殺。翟方進死沒幾天,漢成帝突然暴斃[3],王莽後來稱帝,翟方進之子翟義起兵反王莽。中國史籍中記載“熒惑守心”記錄共二十三次,中國曆史上所有實際發生過的“熒惑守心”天象共三十八次。

迄今,人類已發射了約30個火星探測器。從1962年蘇聯發射火箭號係列探測器、1964年美國發射水手號係列探測器起,開始了探測火星的曆程。

蘇聯於1962年11月1日發射火星1號探測器。這個火星探測器高3.3米,直徑1.1米,重863千克,裝有拍攝火星表麵照片並傳回地麵的攝像裝置,還有考察火星上有機物、磁場、輻射帶等觀測儀器。4個月後,它在距離地麵1億多千米的地方與地麵通信中斷,沒有完成探測任務。1971年5月10日和28日發射的火星2號和3號探測器,半年後進入火星軌道,其中火星3號著陸艙還在火星表麵軟著陸,雖然僅發送20秒鍾電視信號,但它是第一個到達火星表麵的探測器。1973年7月26日發射的火星5號於1974年2月12日進入火星軌道,成為火星的人造衛星,發回首批火星照片。1973年8月5日發射的火星6號,在著陸過程中對火星大氣進了觀測,發回了火星大氣參數。1973年8月9日發射的火星7號於1974年3月9日在距火星1300千米處飛過,但該火星著陸器發生故障,使登陸失敗。15年後,1988年7月7日和12日前蘇聯又相繼發射福波斯1號和2號兩個火星探測器,但它們在太空飛行200天到達接近火星的軌道後與地麵失去聯係,探測失敗。

美國從1964年起發射水手號係列探測器,其中有4個成功地探測了火星。1964年11月28日升空的水手4號於1965年7月14日從離火星約1萬千米的地方掠過,第一次對火星作了近距離考察,探測到火星的大氣密度不足地球的1%,還拍攝了212張照片,從中可鑒別出火星的約300個火山口,火星表麵布滿環形山和沙漠。1969年2月24日和3月27日發射的水手6號和7號,於7月31日和8月4日在距火星約3400千米處飛過,對火星的大氣成分和結構作了探測,發現火星上到處是沙漠和大大小小的含鐵矽酸鹽岩石。1971年5月30日發射的水手9號於11月14日進入火星軌道飛行,拍攝了70%的火星表麵,傳回7000多張火星照片。其中第一張照片從根本上否定了火星存在運河的說法,因為從照片上看到的是如同沙漠裏一樣的由火星風形成的沙粒帶狀條紋。這些照片隻發現了許多幹涸的河床,其中有的長達1500千米,寬200千米,這表明火星上可能曾經存在過液態的水。水手9號拍攝的火星照片,為後來海盜號在火星著陸探測選定了地點。

1975年8月20日和9月9日,美國先後發射兩個海盜號探測器。它們在進入火星上空時軌道艙繞火星飛行,著陸艙則在火星表麵上軟著陸,1976年7月20日和9月3日它們先後在火星軟著陸後,著陸艙經軌道艙中繼向地球發回探測數據。共發回5萬多張火星照片。還對火星表麵的土壤取樣化驗分析,結果表明,火星上沒有發現任何生命存在的痕跡,也未探測到火星上有任何有機分子。

20世紀90年代,世界上又掀起新一輪火星探測熱潮。美國於1996年12月4日發射了“火星探路者”探測器,它於1997年7月4日在火星的阿瑞斯穀地登陸,並用其攜帶的“索傑納”火星車在火星上實地考察,獲得很大成功

7.木星的概況

木星

木星古稱歲星,是離太陽第五顆行星,而且是最大的一顆,比所有其他的行星的合質量大2倍(地球的318倍)。木星繞太陽公轉的周期為4332.589天,約合11.86年。木星(a.k.a.Jove)希臘人稱之為宙斯(眾神之王,奧林匹斯山的統治者和羅馬國的保護人,它是Cronus(土星的兒子。)

木星是天空中第四亮的物體(次於太陽,月球和金星;有時候火星更亮一些),早在史前木星就已被人類所知曉。根據伽利略1610年對木星四顆衛星:木衛一,木衛二,木衛三和木衛四(現常被稱作伽利略衛星)的觀察,它們是不以地球為中心運轉的第一個發現,也是讚同哥白尼的日心說的有關行星運動的主要依據。

氣態行星沒有實體表麵,它們的氣態物質密度隻是由深度的變大而不斷加大(我們從它們表麵相當於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雲層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。

木星由90%的氫和10%的氦(原子數之比,75/25%的質量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。這與形成整個太陽係的原始的太陽係星雲的組成十分相似。土星有一個類似的組成,但天王星與海王星的組成中,氫和氦的量就少一些了。

我們得到的有關木星內部結構的資料(及其他氣態行星)來源很不直接,並有了很長時間的停滯。(來自伽利略號的木星大氣數據隻探測到了雲層下150千米處。)

木星可能有一個石質的內核,相當於10-15個地球的質量。

內核上則是大部分的行星物質集結地,以液態氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎可能隻在40億巴壓強下才存在,木星內部就是這種環境(土星也是)。液態金屬氫由離子化的質子與電子組成(類似於太陽的內部,不過溫度低多了)。在木星內部的溫度壓強下,氫氣是液態的,而非氣態,這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的冰。

最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成,它們在內部是液體,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。

雲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果表明雲層中這些物質極其稀少(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--基於地球的望遠鏡觀察及更多的來自伽利略號軌道飛船的最近觀察提示這次證明所選的區域很可能是那時候木星表麵最溫暖又是雲層最少的地區。

來自伽利略號的大氣層數據同樣證明那裏的水比預計的少得多,原先預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。

木星和其他氣態行星表麵有高速颶風,並被限製在狹小的緯度範圍內,在接近緯度的風吹的方向又與其相反。這些帶中輕微的化學成分與溫度變化造成了多彩的地表帶,支配著行星的外貌。光亮的表麵帶被稱作區(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現。伽利略號飛船發回的數據表明表麵風速比預料的快得多(大於400英裏每小時),並延伸到根所能觀察到的一樣深的地方,大約向內延伸有數千千米。木星的大氣層也被發現相當紊亂,這表明由於它內部的熱量使得颶風在大部分急速運動,不像地球隻從太陽處獲取熱量。

木星表麵雲層的多彩可能是由大氣中化學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。

的變化與雲層的高度有關:最低處為藍色,跟著是棕色與白色,最高處為紅色。我們通過高處雲層的洞才能看到低處的雲層。

木星表麵的大紅斑早在300年前就被地球上的觀察所知曉(這個發現常歸功於卡西尼,或是17世紀的RobertHooke)。大紅斑是個長25,000千米,跨度12,000千米的橢圓,總以容納兩個地球。其他較小一些的斑點也已被看到了數十年了。紅外線的觀察加上對它自轉趨勢的推導顯示大紅斑是一個高壓區,那裏的雲層頂端比周圍地區特別高,也特別冷。類似的情況在土星和海王星上也有。目前還不清楚為什麼這類結構能持續那麼長的一段時間。

木星向外輻射能量,比起從太陽處收到的來說要多。木星內部很熱:內核處可能高達20,000開。該熱量的產量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的(行星的慢速重力壓縮)。(木星並不是像太陽那樣由核反應產生能量,它太小因而內部溫度不夠引起核反應的條件。)這些內部產生的熱量可能很大地引發了木星液體層的對流,並引起了我們所見到的雲頂的複雜移動過程。土星與海王星在這方麵與木星類似,奇怪的是,天王星則不。

木星與氣態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,使得全球半徑隻稍微增加一點兒。一顆恒星變大隻能是因為內部的熱源(核能)關係,但木星要變成恒星的話,質量起碼要再變大80倍。

宇宙飛船發回的考察結果表明,木星有較強的磁場,表麵磁場強度達3~14高斯,比地球表麵磁場強得多(地球表麵磁場強度隻有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。由於木星磁場與太陽風的相互作用,形成了木星磁層。木星磁層的範圍大而且結構複雜,在距離木星140萬~700萬公裏之間的巨大空間都是木星的磁層;而地球的磁層隻在距地心7~8公裏的範圍內。木星的四個大衛星都被木星的磁層所屏蔽,使之免遭太陽風的襲擊。地球周圍有條稱為範艾倫帶的輻射帶,木星周圍也有這樣的輻射帶。“旅行者1號”還發現木星背向太陽的一麵有3萬公裏長的北極光。1981年初,當“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6000萬公裏,已達到土星的軌道上。

木星的光環較土星為暗(反照率為0.05)。它們由許多粒狀的岩石質材料組成。

木星有一個同土星般的光環,不過又小又微弱。(右圖)它們的發現純屬意料之外,隻是由於兩個旅行者1號的科學家一再堅持航行10億千米後,應該去看一下是否有光環存在。其他人都認為發現光環的可能性為零,但事實上它們是存在的。這兩個科學家想出的真是一條妙計啊。它們後來被地麵上的望遠鏡拍了照。

木星光環中的粒子可能並不是穩定地存在(由大氣層和磁場的作用)。這樣一來,如果光環要保持形狀,它們需被不停地補充。兩顆處在光環中公轉的小衛星:木衛十六和木衛十七,顯而易見是光環資源的最佳候選人。

伽利略號號飛行器對木星大氣的探測發現在木星光環和最外層大氣層之間另存在了一個強輻射帶,大致相當於電離層輻射帶的十倍強。驚人的是,新發現的帶中含有來自不知何方的高能量氦離子。

1994年7月,蘇梅克-利維9號彗星碰撞木星,具有驚人的現象。甚至用業餘望遠鏡都能清楚地觀察到表麵的現象。碰撞殘留的碎片在近一年後還可由哈博望遠鏡觀察到。

在夜空中,木星是空中最亮的一顆星星(僅次於金星,但金星在夜空中往往不可見)。四個伽利略的衛星用雙筒望遠鏡可很容易的觀察到;木星表麵的帶子和大紅斑可由小型天文望遠鏡觀測。邁克·哈衛的行星尋找圖表顯示了火星以及其它行星在天空中的位置。越來越多的細節,越來越好的圖表將被如燦爛星河這樣的天文程序來發現和完成。

過去有人猜測,在木星附近有一個塵埃層或環,但一直未能證實。1979年3月,“旅行者1號”考察木星時,拍攝到木星環的照片,不久,“旅行者2號”又獲得了木星環的更多情況,終於證實木星也有光環。木星光環的形狀像個薄圓盤,其厚度約為30公裏,寬度約為6500公裏,離木星12.8萬公裏。光環分為內環和外環,外環較亮,內環較暗,幾乎與木星大氣層相接。光環的光譜型為G型,光環也環繞著木星公轉,7小時轉一圈。木星光環是由許多黑色碎石塊構成的,石塊直徑在數十米到數百米之間。由於黑石塊不反射太陽光,因而長期以來一直未被我們發現。

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%,其餘還有甲烷、氨、碳、氧和水汽等,總含量不足1%。由於木星有較強的內部能源,致使其赤道與兩極溫差不大,不超過3℃,因此木星上南北風很小,主要是東西風,最大風速達130~150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的雲係。各種顏色的雲層像波浪一樣在激烈翻騰著。在木星大氣中還觀測到有閃電和雷暴。由於木星的快速自轉,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,暗紋則是較低和較暗的雲。