500 年前,天文學家通過望遠鏡首次觀察到了木星的四顆衞星木衞一、木衞二、木衞三和木衞四。探索木星的先驅,可以追溯到 1973 年,先鋒 10 號太空船作為第一艘近距離觀察木星及其屬性的太空船,獲得了行星的大氣層和衞星的第一手資料。即使在太空探索如此發達的今天,依舊只有「先鋒 10 號」、「先鋒 11 號」、「航海家 1 號」、「航海家 2 號」、「卡西尼探測器」、「新視野號探測器」、「朱諾號」、「伽利略號」、「尤利西斯太陽探測器」等寥寥幾艘太空飛船近距離探測過木星系統。
這些探測器為我們揭示了一個令人驚嘆的木星系統,木星不僅擁有龐大的體積和質量,更是整個太陽系中行星、衞星、光環和磁層結構最為複雜的「小太陽系」。木星體積龐大,質量是地球的 318 倍,因此太陽系的重心位於太陽表面之外,距離太陽中心 1.068 個太陽半徑。木星沒有固體表面,主要由氣體和液體物質構成,其大氣層跨越的高度超過 5,000 千米,雲層深約 50 千米,還存在着著名的氣旋風暴「大紅斑」。木星擁有 95 顆已知的衞星,其中最大的木衞三直徑大於水星,而且這些衞星上可能有地下海洋、火山噴發和複雜的地質活動。木星環系約有 6,500 公里寬,由大量塵埃和小型碎石組成,分為內環、主環和薄紗環三部分。木星的磁場強度是地球的 14 倍,範圍從赤道的 4.2 高斯到極區的 10-14 高斯,是太陽系除太陽黑子以外最強的磁場源。木星還發射出強烈的無線電信號,為地球上的研究人員提供了豐富的觀測數據。


望遠鏡的誕生使得我們可以觀測到這顆太陽系最大的行星 —— 木星。通過研究木星的運動,研究人員推測地球也繞太陽運行,從而推翻了地球是宇宙中心的「地心説」學説,建立了「日心説」學説。木星的神話色彩很濃,古希臘人用眾神之王的名字來稱呼它,古中國人稱之為「歲星」,取其運行一週約 12 年,與地支紀年法相符。木星自古以來就吸引着人們的目光,甚至有人認為,生命的起源可能與木星有關。
作為一顆氣體巨星,木星擁有豐富的科學內涵,吸引着無數研究人員前去探索。儘管我們已經對木星有了深入的瞭解,但還有許多未解之謎等待科學家們去破解。未來,人類將繼續向木星及其衞星發射探測器,期待着更多令人驚嘆的發現。
木星:太陽系中的氣態巨行星
木星是太陽系中最大的行星,也是一顆氣態巨行星。它的直徑約為地球的 11 倍,質量則約為地球的 318 倍。木星的大氣層主要由氫和氦組成,還包含一些甲烷、氨和水蒸氣。
物理特徵
特徵 | 數據 |
---|---|
赤道半徑 | 71,492 公里 |
極半徑 | 66,854 公里 |
質量 | 1.899 × 1027 千克 |
密度 | 1.326 克/立方公分 |
表面重力 | 24.79 m/s2 |
逃逸速度 | 59.54 公里/秒 |
大氣層
木星的大氣層分為很多層,包括雲層、對流層、平流層和熱層。最引人注目的雲層系統是位於赤道附近的明亮條帶和暗條帶,稱為「條紋狀帶紋」。這些條帶是由強烈的東風帶產生的。
磁層
木星的磁層是太陽系中最強大的磁場之一。它向外延伸數百萬公里,產生一個巨大的磁氣氣泡,稱為「木星磁氣圈」。磁氣圈會影響帶電粒子的運動,並導致極光產生。
衞星
木星目前已知的衞星數量超過 80 顆,其中最大的四顆衞星,即艾歐、歐羅巴、蓋尼美德和卡利斯托,稱為「伽利略衞星」。這些衞星大小和複雜程度不一,一些衞星具有地質活動,例如火山和地下海洋。
環
木星還擁有微弱的環狀系統,由塵埃和微小的顆粒組成。這個環系統的起源和組成仍未完全瞭解。
探測
自 1970 年代以來,有多艘太空船造訪木星,包括先鋒號、航海家號和朱諾號。這些任務提供了木星及其衞星的大量詳細資料。最近的任務,朱諾號,已經繞木星運行多年,收集有關木星大氣、磁層和內部的資料。
未來任務
未來有更多的任務計畫探測木星和其衞星。歐洲太空總署的「木星冰衞星探測器」(JUICE)任務預計在 2023 年發射,將探索木星的衞星歐羅巴、蓋尼美德和卡利斯托。NASA的「歐羅巴快船」(Europa Clipper)任務預計在 2024 年發射,將專門研究歐羅巴衞星,尋找生命存在的證據。
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木星
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