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[探索] 木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣

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stuart613 发表于 2021-10-15 01:07:25 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
体型最大

木星是太阳系最巨大的行星,赤道半径达到了71492公里,是地球的11.2倍,体积是地球的1318倍。
它的质量也是太阳系最大的,虽然太阳系第二大行星——土星的尺寸和木星差不多,但是密度非常小。在太阳系内,除了太阳和木星之外的其他所有天体加在一起,质量也只有木星的40%左右。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第1张图片

由于质量巨大,木星的引力也非常惊人,它的表面重力大约是24.79 m/s^2,是地球的2.5倍左右。也就是说,如果一个100斤的人来到木星表面(当然不是固体表面,而是云层顶端),他的体重就达到了250斤。
木星的引力大到什么地步?它可以凭借一己之力,影响太阳系的天体运行。很多太阳系外围的天体会因为木星引力的干扰而闯到内部来,有些路过木星的天体会被木星吸引,比如1994年的苏梅克-列维9号彗星。据估计,平均每年就会有20-60颗小天体撞上木星,如果没有木星的话,难保其中不会有一两颗撞在地球上。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第2张图片

(图片说明:苏梅克-列维9号彗星撞击木星)

可以说,从太阳系形成早期到今天,木星引力对于塑造今天的太阳系,起到了关键的作用。
卫星众多

同样在巨大的质量下,木星引力范围也非常广,从而拥有了一个庞大的卫星家族。截至目前,天文学家已经在木星周围发现了79颗卫星,仅次于土星的82颗。
在这79颗卫星中,有4颗非常值得注意,那就是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。这四颗卫星早在差不多400年前就被著名的天文学家伽利略利用早期望远镜发现,因此它们又被合称为伽利略卫星。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第3张图片

(图片说明:木星的四颗伽利略卫星)

能够在这么久之前就被发现,说明这四颗卫星的体型也相当巨大。观测结果表明,在这四颗卫星中,尤以木卫三最为巨大,半径达到了2631公里,甚至比太阳系最小的行星——水星还大,它也是太阳系最大的行星,略大于土星的最大卫星土卫六(半径2575公里)。
除了木卫三之外,其他三颗卫星也都相当巨大,其中木卫四半径2410公里,排名木星卫星中第二,太阳系卫星中的第三;木卫一半径1830公里,是太阳系第四大卫星;木卫二半径1561公里,在太阳系中排名第六,也是伽利略卫星中唯一一个比月球(半径1737公里)小的。
自转速度最快

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第4张图片

(图片说明:哈勃望远镜拍摄的木星自转)

木星是距离太阳第五遥远的行星,和太阳的平均距离约为7.78亿公里。它围绕太阳公转一圈需要差不多12年的时间,这恰好符合我国古代地支的一个周期,所以我国古人称之为岁星。
虽然公转速度比较慢,但木星的自转速度却很快,而且是太阳系内最快的。虽然周长超过了40万公里,但木星自转一圈只需要不到10个小时,非常惊人。
值得说明的是,木星的自转和地球的自转既相同又不同。两颗行星的自转线速度随着纬度的不同而不同,但地球的不同纬度之间自转角速度是相同的,因为地球是一个整体的岩石行星,而木星是气体行星,虽然引力强大,但终究是比较松散的。从下面旅行者1号拍摄的木星动画就可以看出来,赤道区域的自转角速度要比两极快一些。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第5张图片

还有就是,气体行星导致的松散外形,还让木星在超高的自转速度下产生了强大的离心力,以至于整个星球变得比较扁。我们刚才说木星的赤道半径是71492公里,它的极半径其实只有66854公里,相差近5000公里,它也是太阳系八大行星中除了土星之外最扁的行星。
强大的磁场

木星的磁场也是太阳系行星中最强烈的,其强度是地球磁场的20000倍,延伸的范围之广甚至足以将太阳容纳进去。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第6张图片

(图片说明:木星的内部结构)

木星之所以有如此强大的磁场,就在于它的内部结构。在木星核心处,由于压力极大、温度极高,氢已经被压成金属态并且电离,也就是有无数的质子和电子游荡,这些带电粒子的移动就会形成电流和磁场。
木星的磁场过于强大,对于地球来说原本没有什么伤害。但是随着人类科技的发展,我们已经能够将探测器发射到木星周围进行探测,这就对我们探测器的寿命提出了挑战。尽管采取了许多的措施来减少木星磁场对电子设备造成的破坏,但时间长了,航天器的寿命还是会受到影响。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第7张图片

(图片说明:哈勃王远航就拍摄的木星极光)

另外,由于具有磁场,木星上也会出现一种地球两极常见的现象——极光。不论是绕木星探测的朱诺号探测器还是地球上空的XMM-牛顿卫星以及哈勃太空望远镜,都观测到了木星的极光现象。和地球不同的是,木星的特殊极光出现在不可见的波长,所以肉眼是看不到的。
最恐怖的风暴

说到木星,肯定少不了要提的就是大红斑了。这个恐怖的气旋在17世纪就被发现了,直到今天依然存在。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第8张图片

(图片说明:大红斑足以放下一个地球)

大红斑是当之无愧的太阳系第一大风暴,最大的时候,它的东西跨度达到了40000公里,南北宽度也有14000公里,足以并排放下3个地球!大红斑的风速非常惊人,每小时超过600公里,是高铁的2倍。而在地球上,时速达到250公里的就已经是最强大的五级飓风了。
不过,近些年来科学家发现,木星的大红斑正在变小,而且形状也从椭圆逐渐接近正圆,颜色也有所变深。按照目前的趋势,它在2040年左右就会变成正圆形,甚至可能在未来会消失。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第9张图片


关于大红斑的形成,直到今天仍然是个谜。如果它在这个谜题被人类破解之前就消失的话,恐怕人类永远也搞不清楚大红斑的根源了。
我们的太阳系更精彩!

作为太阳系最大的行星,木星真的可以说是非常精彩了。但是你知道吗?我们这个太阳系,比木星更加精彩的天体和事情还有很多。如果你对太阳系天体感兴趣,那么我建议你不要错过这本书——《太阳系简史》。

木星有多可怕?体积是地球1318倍,内部环境更加恶劣 第10张图片

本书作者是著名的科普作家汪洁在2020年底新出的力作,甚至还更新了关于我国的天问一号火星探测任务,带你跨越时间和空间,对太阳系的前生今世有一个全面的了解,连我国著名的天体物理学家张双南对本书也给予溢美之词。

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看似深奥的天文学,其实离你很近。只要你翻开这本书,就会领略到太空之美,爱上这个宇宙。


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