木星:让我们好好看看这颗气态巨行星

木星(Jupiter)意义重大,我们以罗马神话中的众神之王为其命名不是没有道理的。木星不仅是太阳系中最大的行星,而且自转速度也是最快的,并且拥有最多的卫星。在木星的世界里,白天可能很短,但一场风暴却可以持续几个世纪。

木星是个大块头

让我们来看看木星的疯狂比例。在它的赤道,这个离太阳第五远的行星宽约89000英里(143000公里)。如果木星是一个空壳,你可以把1300个地球塞进去。顺便说一句,你知道木星的质量是我们亲爱的地球的318倍吗?事实上,木星的质量是太阳系其他所有行星总和的2.5倍。

尽管木星很大,但与太阳相比,它还是显得微不足道。这颗我们熟悉的黄色恒星的质量占了整个太阳系(包括木星)质量的99.8%。然而,木星却大到足以以地球无法做到的方式影响太阳。

你看,说木星绕太阳运行并不是很准确。这两个物体有一个共同的“质心”,它们都围绕着这个质心旋转。太阳和它的每一个行星都保持着一个单独的重心。

现在太阳和地球之间的大小差距是难以置信的巨大。因为这种关系是如此的倾斜,它们共同的重心都位于太阳内部。(毕竟,太阳的质量要大得多。)

但是木星就不一样了。由于这颗行星太大了,它与太阳的重心位于恒星之外,在太阳表面上方的一点。还有另一个有趣的事实:木星巨大的体积让太阳产生了轻微但明显的抖动。因此,如果科学家在遥远的恒星中发现这种晃动,这可能意味着附近有一颗木星大小的行星。

木星是一个色彩斑斓的地方

相对大小并不是区分地球和木星的唯一因素。从组成上讲,这两个世界是完全不同的。水星、金星、地球和火星都被归类为类地行星,这意味着它们有坚硬的外部表面,主要由金属或硅酸盐岩石组成。

木星则是典型的气体巨星。这类行星没有外壳,顾名思义,它们绝大多数是由气体组成的。就木星而言,它的两大主要成分是氢和氦,不过也检测到了少量的甲烷、氨和水。

由于木星没有坚硬的外壳,科学家们将木星的“表面”定义为其大气压力与地球相等的外层水平。在这个外部区域的下方,有一层主要由氢分子组成的层。在它下面是一个水层,它的主要成分是液态金属氢。(这种物质让人想起我们在地球上发现的液态汞。)

木星中心的核心引发了很多争论。一些天文学家认为它根本不存在,可能早就消失了。美国宇航局的朱诺探测器收集的数据告诉我们,这个核心可能是存在的,但我们仍然不知道它的组成。然而,这个东西似乎没有地球上以铁和镍为基础的内核那么浓缩。

好吧,那么木星所谓的表面是怎么回事呢?嗯,如果你用一个好的望远镜观察这颗行星,你会注意到水平穿过它的交替的颜色带。

令人惊讶的是,相邻的频带向相反的方向移动。天文学家称较暗的星系为“带”(belts),而较亮的星系则被称为“区”(zones)。化学成分、透明度或温度的变化可以解释它们之间观察到的颜色差异。带状区域的形状不断变化,因为这些彩色线条实际上是木星大气层中的氨云。

木星上的风暴

风暴使这颗气态巨星难以捉摸。在木星的南半球,有一系列逆时针旋转的椭圆形风暴。由于颜色发白,这被称为“珍珠链”。自1986年以来,“珍珠”风暴的确切数量从6次到9次不等,2016年12月11日“朱诺”号拍摄到的“珍珠”风暴中有8次可见。

众所周知的是木星大红斑。这是一个红色的史诗风暴,它的风速为每小时270英里(434.5公里)。这个地点被夹在两股强大的急流之间——一股向东,一股向西——位于赤道以下22度的纬度上。尽管研究人员认为风暴可能正在缩小,但它目前的规模仍然令人印象深刻。大红斑宽10159英里(16350公里),足以包围我们的整个地球。

自1830年以来,天文学家一直在密切关注这场风暴。因此,我们知道,这东西至少有180多年的历史。它的寿命可能与木星的自转速度有关。

地球每24小时绕地轴转一圈。但由于木星大部分是气态的,它的一些纬度区域的旋转速度要比其他区域快。在两极,木星上的一天持续9小时56分钟。与此同时,靠近地球赤道的地方则是每天9小时50分钟。

不过,不管你怎么看,木星的白天是太阳系所有行星中最短的。

星环和卫星

和土星一样,木星也有光环,只不过没有土星那么引人注目。木星环系于1979年被发现,分为四个主要的子环,最宽的环的半径约为140,429英里(226,000公里)。由细小的粒状粒子组成的环,天文学家认为是在坚硬的岩石物体(如陨石和卫星)碰撞中形成的。

说到卫星,它们在木星周围非常常见。至少有79颗已知卫星正在绕着这颗气态巨星运行。其中五个在2019年8月被新发现。这些新发现的卫星被命名为Pandia、Ersa、Eirene、philophsyne和Eupheme。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/tianwen/673.html