「热点资讯」与地相比,我们仍然不知道那颗恒星——木星的秘密。


自1610年伽利略首次通过自制望远镜观测木星以来,科学家和天文学家就一直对这颗行星感兴趣。这不仅因为它是太阳系中最大的行星,还因为尽管经过几个世纪的研究,我们仍然没有完全了解木星的所有秘密。


主要原因是木星与我们熟悉的其他行星有很大不同。木星以其难以想象的大小、质量、成分、磁场和引力场以及令人印象深刻的卫星系统,展示了行星的多样性。


半径、质量和密度


地平均半径为6371公里,质量为59710^24千克,木星平均半径为69,9116公里,质量为1898610^27千克。简单来说,木星的半径是地的11倍,质量是地的318倍。不过,由于地是一颗岩石行星,其密度为5514g/cm^3,远高于木星的1326g/cm^3。


因此,木星的引力“表面”加速度远高于地。然而木星是一颗巨大的气体行星,严格意义上没有表面,天文学家认为木星1巴的大气压就是木星的表面,木星的引力加速度为2479m/s^2。


成分及结构


地是一颗由硅酸盐岩石和金属组成的岩石行星,其核心由金属组成,地幔和地壳由硅酸盐组成。地核内部也有区别,分为内核和外核,外核的自转方向与地自转方向相反。地壳越深入,温度和压力就越高。


地的形状可以近似为一个扁体,其极点稍微扁平,赤道处稍微凸起。赤道部分的突出是由于地自转造成的,地赤道直径比极地直径大47公里。


相比之下,木星主要由气态和液态物质组成,可以分为外部大气层和密度较大的内部层。木星的高层大气按体积计由88-92%的氢和8-12%的氦组成,75%的氢、24%的氦,其余1%的质量为其他元素。


图该模型横截面显示了木星内部的结构。液态金属氢覆盖在岩石核心深处。


此外,木星大气中还存在极少量的甲烷、水蒸气、氨和硅基化合物,以及苯和其他碳氢化合物,以及碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢和硫。木星最外层的大气层仍然含有冻结的氨晶体。


从质量百分比来看,木星致密的内部由71%氢、24%氦和其余5%其他成分组成。科学家认为木星有不止一种核心成分核心内部是液态金属氢和一些氦的混合物,外层主要是分子氢。其他人认为木星的核心是岩石,但这尚未得到证实。


与地一样,木星内部的温度和压力随着深度的增加而迅速增加。在木星“表面”,大气压力约为10bar,温度为340K。在木星深处,氢气转化为金属,温度达到10,000K,压力达到200Gpa。科学家估计,木星核心边缘的温度为36,000K,压力在3,000至4,500Gpa之间。


和地一样,木星也是椭体。事实上,木星的扁率比地大得多,前者为006487000015,后者为000335。这意味着木星的赤道半径比其极地半径大4600公里。造成这种差异的原因是木星的快速自转。


轨道参数


地轨道的偏差率很小,地与太阳的近日点距离为147,095,000公里,远日点为151,930,000公里,由此计算,地与太阳的平均距离为149,598,261公里,相当于一个天文单位。


图片木星和火星轨道之间的环形小行星带。


地轨道周期为36,525天,相当于1,000,017儒略历年。这意味着地的日历每四年就会增加一天,称为闰年。一般知道一天为24小时,地的自传周期为23小时56分4秒,相当于0997个地日。然而,考虑到地绕太阳的轨道,两次日出之间的时间是24小时,这被称为太阳日。


图系外行星的逆行是由其相对于地的位置引起的。


从北极上空看,地自转方向是逆时针方向。从太阳和地的北极看,地的公转也是逆时针方向,地的自转轴相对黄道面倾斜234,导致地的季节变化。除了引起温度变化外,这还会导致半全年接收到的阳光量发生变化。


木星绕太阳的平均距离为778,299,000公里,近日点为740,550,000公里,远日点为816,040,000公里。木星在这个轨道上绕太阳运动的周期是118,618个地年。换句话说,木星一年的长度是433,259个地日。


插图朱诺号探测器并不是第一个访木星的探测器。伽利略号于20世纪90年代中期抵达木星,航海家一号在执行任务期间也拍摄到了木星云层的好照片。


不过,木星的自转速度是太阳系行星中最快的,木星每10小时就能绕轴自转一周。因此,一个木星年等于10,4758个木星日。


气氛


地大气层可分为五个主要层对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。一般来说,大气压和空气密度随着距地面的距离而减小。然而,温度和海拔之间的关系更为复杂,有时温度会随着海拔的升高而升高。


地气团约80%位于对流层,其中50%集中在海拔56公里以下的最低层,对流层比上层密度更大。它主要由氮气和氧气以及微量的水蒸气、二氧化碳和其他气体分子组成。


图片这是航行者一号飞船于1979年2月25日在距离木星920万公里处拍摄的图像。大红旗下方的白色椭圆形是一场风暴,其直径与地大致相同。


几乎所有的水蒸气都集中在对流层中,这就是地上大多数大气现象发生的原因。热层是个例外,它是产生极光的地方。


如前所述,木星的大气层主要由氢和氦组成,还有微量的其他元素。与地一样,极光出现在木星的南北两极。然而,木星的极光活动更加强烈,而且很少停止。强烈的太阳辐射、木星的磁场、木卫一的火山喷发以及木星的电离层反应创造了这场壮观的灯光秀。


木星的气候条件非常恶劣,在地带性急流地区,风速通常为100m/s360km/h,最高可达620km/h。风暴可以在短短几个小时内形成,并在一夜之间直径扩大数千公里。以木星大气风暴而闻名的大红斑最后一次形成于17世纪末,在此期间不断缩小和扩大,但在2012年,一些科学家认为它可能最终消失。


图片航海者一号拍摄的木星大气层的详细伪色图像,显示了一个巨大的红点和一个经过的白色椭圆形气旋。


木星一直被由氨晶体和硫化铵组成的云覆盖。这些云位于对流层顶部,在不同纬度排列成带状,称为“热带”。其深度仅50公里,可分为底层厚、上层轻薄。


图片德拉X射线天文台和哈勃太空望远镜的合成图像显示了由木星高能X射线引起的极光。左边的照片显示了日冕物质抛射到达木星时激发的极光,右边的照片显示了消退时的极光。极光是由2011年从太阳喷射到木星的日冕物质造成的。


德拉X射线天文台和哈勃太空望远镜拍摄的合成图像显示了由木星高能X射线引起的极光。


由于水分子的极性会导致电荷分离,从而引起闪电,因此对木星大气中闪电的观测可能表明木星大气中氨层下方存在薄薄的水蒸气云。对这些大气放电的观察表明,它们的威力比地上的闪电强数千倍。


卫星


地只有一颗轨道卫星,那就是月。它的存在自史前时代就为人所知,在所有人类文明的神话和天文学中都发挥着重要作用,月还对地的潮汐活动产生重大影响。即使在现代,月仍然是天文学、科学研究和太空探索的焦点。


事实上,月是人类唯一踏足过的天体。1969年7月20日,尼尔阿姆斯特朗首次登陆月,成为第一个登上月的人。此后,共有13名宇航员抵达月,他们进行的研究对了解月的成分和形成有很大帮助。


通过对收集到的月岩石样本的研究,已经确定,大约45亿年前,地与一个名为忒伊亚(Theia)的火星大小的天体相撞,形成了巨大的碎片云,包围了地,并最终塌陷到地中。是主要理论。现在可以看到月亮了。


图木星及其四个最大的卫星


月是太阳系中最大的天然卫星之一,其卫星密度仅次于木卫一。月被地潮汐锁定,这意味着月只有一侧面向地,另一侧始终背对地。月的背面被称为“暗面”,直到发射卫星拍摄照片之前,人们对它一无所知。


与此同时,木星的67颗卫星已被发现。其中最大的四颗被称为“伽利略卫星”,因为它们是由伽利略伽利雷发现的。木卫一(太阳系中火山最活跃的天体)、木卫二(表面在固体水之下有海洋)、木卫三(太阳系中最大的卫星)和木卫四(被认为有地下水)也都存在。最老的。太阳系的表面材料。


图伽利略卫星,从左到右,距离木星最近和最远的卫星分别是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。


内卫星群由四颗直径小于200公里、轨道半径小于20万公里、轨道倾角小于05的小卫星组成。这组卫星包括梅蒂斯(Metis)、阿德拉斯蒂亚(Adrastea)、阿马尔泰亚(Amalthea)和底比(Thebe)。这些卫星和许多其他卫星尚未被发现


这些小的内卫星一起形成并维持木星的谨慎环系统。


木星还有一系列不规则的小行星,它们体积较小,距离木星较远,轨道偏心较多。根据轨道和组成的相似性,它们被分为不同的家族。这颗小行星很可能起源于一个被木星引力捕获并与之相撞的大型天体。


参考


1***


2天文学术语


今天的第三宇宙-Cepheid_Lew


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