木星是從太陽系中心數起的第五顆行星,也是最大的行星,它的質量是其他行星總和的兩倍半有餘。透過望遠鏡觀察,木星是一顆美麗的星球,許多彩色條紋交雜,周圍環繞眾多小衛星。木星是第一顆氣態巨行星,和其他外行星共享不尋常的特徵。首先,木星其實沒有所謂的「表面」。墜入木星的大氣,就像沉入奶昔,周遭的密度逐漸提高,從氣體變成液體再變成泥狀。或許直到接近最中心,才會遇到堅硬的表面。

發現者: 未知
發現時間: 史前
名稱由來: 羅馬諸神之王朱比特 ( Jupiter )
質量: 地球的317.82倍
體積: 地球的1,321.34倍
平均半徑: 69,911 公里
有效溫度: 攝氏負148 度
一日長度: 9.92 個地球小時
一年長度: 11.86 個地球年
衛星數量: 65 ( 51個已命名 )
行星環系統: 有

木星地圖

氣態巨行星還有一個需要了解的地方,它們龐大的體積之內,存在著非常強大的壓力,物質在那裡可能會變成某些不尋常的形式。也就是說,氣態巨行星的內部結構與我們至今看到的都不同。它們的溫度也很不尋常,木星雲層頂端的溫度是攝氏負148度,核心卻達到攝氏2萬4000度,比太陽表面的溫度還高!

金屬海洋

木星上的重力強大,表示它可能有一顆相對較算小的堅硬核,核的質量是地球的20到40倍,四周包覆一層稱為金屬氫(metallic hydrogen)的奇特物質。我們習慣把氫想成氣體,或是極低溫下的液態氫。然而,木星內部的巨大壓力會使原子變成一種擁有金屬性質的液體狀態。(如果很難理解液態金屬的概念,可以想像一下水銀。)金屬氫在地球上十分稀有,木星質量卻有很大一部分由它組成。木星內部的強大壓力擠壓氫原子,在核外這層金屬氫上,又包上一層普通的液態氫。在液態和金屬氫之間可能沒有明確的界線,缺乏稱得上「表面」的地方。

帶和區

我們看到的木星其實是它的高層大氣。木星的最外層幾乎完全由氫和氦組成(兩者的重量比分別是75%與24%)。那些彩色條紋來自頂端50公里的複雜雲層結構,這些雲主要分成兩層:從木星大氣下方而來並與底層混合的湧升物,接觸到陽光中的紫外線而變色,這就是顏色較深的「帶」(belt);顏色較明亮的「區」(zone)是被帶到表面的氨的結晶,遮蔽了底下顏色較深的雲層,至於最深那幾層的藍色色澤,只有偶爾才能看到。我們習慣了地球上不同緯度的盛行風會朝不同方向吹,熱帶信風由東往西,緯度較高的風則由西往東。木星上的風也是如此,但它很快的自轉速度(一個木星日大約是10小時)與龐大的體積,讓它有比地球更多的反向旋轉帶。再加上前面提到的複雜的雲層活動,造就出我們在木星上看到的彩色條紋。作為名符其實的行星之王,木星的磁場非常強大,威力大約是地球的2萬倍,很可能是它的金屬核旋轉之下的產物。這個強大的磁場將太陽送出的帶電粒子推開的現象,科學家稱為弓形震波(bow shock)。四顆最大的木星衛星的軌道,都位在這個受保護的區域裡。木星最引人注目的特徵,或許就屬位在南半球的「大紅斑」風暴。可能早在1665年,人類就已經觀察到大紅斑了,到了1831年,天文學家又將它描繪下來。這個風暴如此龐大,整顆地球都可以放進去。有些理論家認為,木星上可能一直都有大紅斑存在。有趣的是,到了20世紀末,天文學家觀察到有一個類似大紅斑、但比較小型的木星風暴可能正在誕生,於是暱稱它為「小紅斑」(Red Spot Junior)。

木星受到撞擊

1994年7月發生了其中一場天文史上最壯觀的事件:名為舒梅可-李維(Shoemaker-Levy,彗星依慣例以發現者命名)的彗星撞上木星,讓地球上的觀察者可以在場邊,觀賞這場宇宙級的表演。我們最早在1993年發現這顆彗星繞著木星運行。根據計算,它在前一年被木星的重力場捕捉,碎裂成數塊,而這些碎片顯然即將撞上木星。於是天文學家把所有可用的(地面上或太空中的)天文儀器都轉向這顆巨行星,希望這場撞擊能攪動木星大氣,讓科學家一窺雲層之間有什麼東西。

從7月16日算起的六天,觀察到不只21次的撞擊。伽利略太空船(見前文)當時的位置剛好可以目睹位在木星背面的撞擊,哈伯太空望遠鏡也拍下了多張精采影像。一開始的撞擊產生出火球,也攪動了和地球半徑一樣寬廣的大氣。撞擊之後可以觀察到硫等多種元素,水量卻不如預期中的多。目前科學家仍在研究這次碰撞收集到的資料,讓他們針對太陽系最大行星的結構提出的理論,可以更趨於完美。

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