人文歷史

發(fā)現(xiàn)&命名

木星，因?yàn)樵谝雇硪匀庋酆苋菀拙涂匆娝?，?dāng)太陽的位置很低時(shí)，偶爾也能在白天看見，因此自古以來就為人所知。在巴比倫，這個(gè)天體代表他們的神馬爾杜克（Marduk）。他們用木星軌道大約12年繞行黃道一周來定義它們生肖的星宮。羅馬人依據(jù)神話將它命名為木星（拉丁語：Iuppiter, Iūpiter，也稱為Jova），是羅馬神話中主要的神，它的名字來自原始印歐語系的呼格合成*Dyēu-p?ter（主格：*Dyēus-p?tēr，意思是“O天神之父”或“O日神之父”）。相對(duì)而言，木星對(duì)應(yīng)于希臘神話是宙斯（Ζε??），也被稱為Dias（Δ?α?），其中的行星名稱仍然保留在現(xiàn)代的希臘語中。在英語，周四（Thursday）是源自“雷神日”（Thor's day），是出在日耳曼神話。相較于羅馬神話就是朱庇特。羅馬星期四的Jovis也重新命名為Thursday。

在中、日、韓語系中，基于中國的五行，這顆行星被稱為木星。李商隱在《馬嵬》中那句“如何四紀(jì)為天子，不及盧家有莫愁”中的“紀(jì)“即為木星的公轉(zhuǎn)周期。中國的道教將它擬人化成為福星。在吠陀占星學(xué)中，木星被稱為祭主仙人（Brihaspati），是啟發(fā)靈性的宗教導(dǎo)師，通常稱為上師（Guru），字面的意思是"重人"。在突厥神話，木星稱為“Erendiz/Erentüz”。

研究

生命可能

在1953年，米勒-尤里實(shí)驗(yàn)證明了閃電和存在于原始地球大氣中的化合物組合可以形成有機(jī)物（包括氨基酸），可以作為生命的基石。這模擬的大氣成分為水、甲烷、氨和氫分子；所有的這些物質(zhì)都在現(xiàn)今的木星大氣層中被發(fā)現(xiàn)。木星的大氣層有強(qiáng)大的垂直空氣流動(dòng)，運(yùn)載這些化合物進(jìn)入較低的地區(qū)。但在木星的內(nèi)部有更高的溫度，會(huì)分解這些化學(xué)物，會(huì)妨礙類似地球生命的形成。

天文數(shù)據(jù)

運(yùn)動(dòng)&軌道

公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)

木星與太陽的共同質(zhì)心實(shí)際上是位于距離太陽中心的1.07倍太陽半徑之外——或者說是位于太陽表面之外的7%太陽半徑的位置。木星至太陽的平均距離是7億7800萬千米（大約是地球至太陽距離的5.2倍，或5.2天文單位），公轉(zhuǎn)太陽一周要11.8地球年。這是土星公轉(zhuǎn)周期的五分之二，也就是說太陽系最大的兩顆行星之間形成5：2的共振軌道周期。木星的橢圓軌道相對(duì)于地球軌道傾斜1.31°，因?yàn)殡x心率0.048，因此近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的距離相差7,500萬千米。木星的轉(zhuǎn)軸傾角相較于地球和火星非常小，只有3.13°，因此沒有明顯的季節(jié)變化。木星的自轉(zhuǎn)是太陽系所有行星中最快的，對(duì)其軸完成一次旋轉(zhuǎn)的時(shí)間少于10小時(shí)；這造成的赤道隆起，在地球以業(yè)余的小望遠(yuǎn)鏡就可以很容易看出來。這顆行星是顆扁球體，意思是它的赤道直徑比兩極之間的直徑長。木星的赤道直徑比通過兩極的直徑長9275千米。 因?yàn)槟拘菦]有固體表面，上層大氣有著較差自轉(zhuǎn)。木星極區(qū)大氣層的自轉(zhuǎn)周期比赤道的長約5分鐘，有三個(gè)系統(tǒng)作為參考框架，特別是在描繪大氣運(yùn)動(dòng)的特征。系統(tǒng)I適用于緯度10°N至10°S的范圍，是最短的9小時(shí)50分30.0秒。系統(tǒng)II適用于從南至北所有的緯度，它的周期是9小時(shí)55分40.6秒。系統(tǒng)III最早是電波天文學(xué)定義的，對(duì)應(yīng)于行星磁層的自轉(zhuǎn)，它的周期就是采用的木星自轉(zhuǎn)周期。

衛(wèi)星&光環(huán)

衛(wèi)星

木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四在1610年被伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，稱為伽利略衛(wèi)星。1892年巴納德發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)五，其他衛(wèi)星都是1904年以后用照相方法陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的。旅行者號(hào)飛船于1979年發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)十四，1980年又先后發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)十五和木衛(wèi)十六。除四個(gè)伽利略衛(wèi)星外，其余的衛(wèi)星半徑多是幾千米到20千米的大石頭。木衛(wèi)三半徑為2631千米，是衛(wèi)星中最大的一顆，直徑大于水星。木衛(wèi)二可能存在液態(tài)的海洋。木星的四個(gè)伽利略衛(wèi)星和木衛(wèi)五的軌道幾乎在木星的赤道面上。

木星運(yùn)動(dòng)正逐漸地變緩。同樣相同的引潮力也改變了衛(wèi)星的軌道，使它們慢慢地逐漸遠(yuǎn)離木星。木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三由引潮力影響而使軌道共振固定為1：2：4，并共同變化。木衛(wèi)四也是這其中一個(gè)部分，在未來的數(shù)億年里，木衛(wèi)四也將被鎖定，以木衛(wèi)三的兩倍公轉(zhuǎn)周期，以木衛(wèi)一的八倍來運(yùn)行。

木星有眾多衛(wèi)星，2018年已發(fā)現(xiàn)79顆，木星的衛(wèi)星由宙斯一生中所接觸過的人來命名（大多是他的情人）。它們大致分為三群：第一，順行的規(guī)則衛(wèi)星，最靠近木星，木衛(wèi)十六、木衛(wèi)十四、木衛(wèi)五、木衛(wèi)十五和四顆伽利略衛(wèi)星共8顆，軌道偏心率都小于0.01。第二，順行的不規(guī)則衛(wèi)星，離木星稍遠(yuǎn)的一群，包括木衛(wèi)十三、木衛(wèi)六、木衛(wèi)十及木衛(wèi)七等，偏心離為0.11～0.21。第三，逆行的不規(guī)則衛(wèi)星，離木星最遠(yuǎn)的一群，包括木衛(wèi)十二、木衛(wèi)十一、木衛(wèi)八及木衛(wèi)九等，偏心率0.17～0.38。

木星的衛(wèi)星群

規(guī)則衛(wèi)星

內(nèi)側(cè)群

內(nèi)側(cè)的4顆小衛(wèi)星，直徑小于200千米，軌道半徑小于200000千米，軌道傾角小于0.5度。

伽利略衛(wèi)星

由伽利略和西門·馬里烏斯同時(shí)期發(fā)現(xiàn)的4顆衛(wèi)星，軌道在400000千米至2000000千米，有一些是太陽系中較大的衛(wèi)星。

不規(guī)則衛(wèi)星

撒米斯圖群

這是單獨(dú)一顆衛(wèi)星的群組，軌道介于伽利略衛(wèi)星和希馬利亞群半途的中間位置。

希馬利亞群

一個(gè)緊密的族群，軌道距離在11000000千米至12000000千米。

卡普群

另一個(gè)單一衛(wèi)星的群，在亞南克群的內(nèi)緣，以順行方向繞著木運(yùn)轉(zhuǎn)。

亞南克群

逆行衛(wèi)星群，邊界相當(dāng)模糊，平均距離木星21276000千米，平均軌道傾角為149度。

加爾尼群

相當(dāng)明顯的逆行衛(wèi)星群，平均距離木星23404000千米，平均軌道傾角165度。

帕西法爾群

分散、特征含糊的逆行衛(wèi)星群，涵蓋所有最外層的衛(wèi)星。

行星環(huán)

木星有一個(gè)同土星般的環(huán)，不過又小又微弱。早在1974年先鋒11號(hào)探測(cè)器訪問木星時(shí)，就曾在離木星約13萬千米處觀測(cè)到高能帶電粒子的吸收特征。兩年后有人提出這一現(xiàn)象可用木星存在塵埃環(huán)來說明?？上М?dāng)時(shí)無人作進(jìn)一步的定量研究以推測(cè)這一假設(shè)環(huán)的物理性質(zhì)。木星環(huán)的發(fā)現(xiàn)純屬意料之外，只是由于兩個(gè)旅行者1號(hào)的科學(xué)家一再堅(jiān)持應(yīng)該去看一下是否有光環(huán)存在。其他人都認(rèn)為發(fā)現(xiàn)光環(huán)的可能性為零，但事實(shí)上木星環(huán)是存在的。1979年3月，旅行者1號(hào)探測(cè)器穿越木星赤道平面時(shí)，這時(shí)它所攜帶的窄角照相機(jī)在離木星120萬千米的地方拍到了亮度十分暗弱的木星環(huán)的照片。同年7月，后到達(dá)的旅行者2號(hào)探測(cè)器又獲得了有關(guān)木星環(huán)的更多的信息，證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。

木星光環(huán)的形狀像個(gè)薄圓盤，其厚度約為30千米，寬度約為9400千米，離木星128300千米。光環(huán)分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)，外環(huán)較亮，內(nèi)環(huán)較暗幾乎與木星大氣層相接。光環(huán)的光譜型為G型，光環(huán)也環(huán)繞著木星公轉(zhuǎn)，7小時(shí)轉(zhuǎn)一圈。根據(jù)對(duì)空間飛船所拍得照片的研究，現(xiàn)已知道木星環(huán)系主要由亮環(huán)、暗環(huán)和暈三部分組成。亮環(huán)在暗環(huán)的外邊暈為一層極薄的塵云，將亮環(huán)和暗環(huán)整個(gè)包圍起來的厚度不超過30千米亮環(huán)離木星中心約13萬千米，寬600千米。暗環(huán)在亮環(huán)的內(nèi)側(cè)，寬可達(dá)5萬千米，其內(nèi)邊緣幾乎同木星大氣層相接。亮環(huán)的不透明度很低，其環(huán)粒只能截收通過陽光的萬分之一左右?？拷镰h(huán)的外緣有一寬約700千米的亮帶它比環(huán)的其余部分約亮10%，暗環(huán)的亮度只及亮度環(huán)的幾分之一。暈的延伸范圍可達(dá)環(huán)面上下各1萬千米它在暗環(huán)兩旁延伸到最遠(yuǎn)點(diǎn)，外邊界則比亮環(huán)略遠(yuǎn)。據(jù)推算，環(huán)粒的大小約為2微米，真可算是微粒。這種微米量級(jí)的微粒因輻射壓力、微隕星撞擊等原因壽命大大短于太陽系壽命。為了證實(shí)木星環(huán)是一種相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)這一說法人們提出了維持這種小塵埃粒子數(shù)量的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的幾種可能的環(huán)粒補(bǔ)充源。

如果光環(huán)要保持形狀，它們需被不停地補(bǔ)充。兩顆處在光環(huán)中公轉(zhuǎn)的小衛(wèi)星：木衛(wèi)十六和木衛(wèi)十七，是光環(huán)物質(zhì)來源的最佳候選。木星的兩極有極光，這似乎是從木衛(wèi)一上火山噴發(fā)出的物質(zhì)沿著木星的引力線進(jìn)入木星大氣而形成的。木星有光環(huán)，光環(huán)系統(tǒng)是太陽系巨行星的一個(gè)共同特征，主要由黑色碎石塊和雪團(tuán)等物質(zhì)組成。木星的光環(huán)很難觀測(cè)到它沒有土星那么顯著壯觀，但也可以分成四圈。木星環(huán)約有9400千米寬，但厚度不到30千米，光環(huán)繞木星旋轉(zhuǎn)一周需要大約7小時(shí)。伽利略號(hào)飛行器對(duì)木星大氣的探測(cè)發(fā)現(xiàn)木星光環(huán)和最外層大氣層之間另存在了一個(gè)強(qiáng)輻射帶，大致相當(dāng)于電離層輻射帶的十倍強(qiáng)。

觀測(cè)

地面觀測(cè)

1610年，伽利略·伽利雷（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）和西門·馬里烏斯（Simon Marius）各自獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)木星的4顆大衛(wèi)星（伽利略衛(wèi)星），這是首次發(fā)現(xiàn)不屬于地球的衛(wèi)星，也是當(dāng)時(shí)首次發(fā)現(xiàn)顯然不以地球?yàn)橹行倪\(yùn)動(dòng)的天體。這是對(duì)尼古拉·哥白尼（Miko?aj Kopernik）日心說最主要的支撐，伽利略直言不諱的支持哥白尼學(xué)說，使他被置于教會(huì)的威脅下。1660年代，喬凡尼·多美尼科·卡西尼（Giovanni Domenico Cassini）使用一架新的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)木星的斑點(diǎn)和彩色的區(qū)帶，并且觀察到這顆行星出現(xiàn)扁平形；就是在兩極扁平。他也估計(jì)出這顆行星的自轉(zhuǎn)周期。在1690年，卡西尼發(fā)現(xiàn)大氣經(jīng)歷較差自轉(zhuǎn)。大紅斑是在木星南半球的一個(gè)顯著鵝蛋形特征，可能早在1664年就被羅伯特·胡克（Robert Hooke）和卡西尼在1665年觀測(cè)過；雖然這仍有爭議。已知最早的繪圖來自藥劑師海因利?！な吠哓悾⊿amuel Heinrich Schwabe），他在1831年顯示大紅斑詳細(xì)的資訊。據(jù)說，大紅斑在1878年變得很顯眼前，在1665年至1708年曾經(jīng)有多次從視線中消失的場(chǎng)合。它在1883年和20世紀(jì)初，再度被記錄到衰退。喬瓦尼·阿爾方多·波雷里（Giovanni Alfonso Borelli）和卡西尼兩人都細(xì)心地做出木星衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)表，可以預(yù)測(cè)這些衛(wèi)星經(jīng)過木星前方或背后的時(shí)間。在1670年代，人們觀測(cè)到當(dāng)木星與地球在相對(duì)于太陽的兩側(cè)時(shí)，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)事件的發(fā)生會(huì)比預(yù)測(cè)的慢達(dá)17分鐘。丹麥天文學(xué)家奧勒·羅默（Ole R?mer）推論視線看到的不是即時(shí)發(fā)生的事情（卡西尼在此之前曾經(jīng)拒絕這樣的結(jié)論），而這個(gè)時(shí)間上的差異可以用來估計(jì)光速。1892年，愛德華·愛默生·巴納德（Edward Emerson Barnard）在加利福尼亞州使用利克天文臺(tái) 36-英寸（910-毫米）的折射望遠(yuǎn)鏡觀察到木星的第5顆衛(wèi)星。發(fā)現(xiàn)了這顆相對(duì)較小的衛(wèi)星，證明了他敏銳的視力，使他很快的成名。這顆衛(wèi)星后來被命名為木衛(wèi)五（Amalthea）。這是最后一顆以人眼視覺發(fā)現(xiàn)的行星衛(wèi)星，之后的衛(wèi)星均從照片發(fā)現(xiàn)。

1932年，魯珀特·沃爾特根據(jù)木星的吸收光譜確定木星大氣中含有甲烷和氨。1938年，觀察到3個(gè)長壽的白色鵝蛋形反氣旋特征。幾十年來，它們是獨(dú)立存在木星大氣層的特征，有時(shí)會(huì)互相靠近，但永遠(yuǎn)不會(huì)合并。最后，兩個(gè)在1998年合并，并在2000年吸收了第三個(gè)，被稱為長圓形BA。在1955年，巴納德柏克和肯尼斯·佛蘭克林偵測(cè)到來自木星的22.2MHz的無線電信號(hào)爆發(fā)。這些爆發(fā)與木星的自轉(zhuǎn)周期匹配，也能夠用這些資訊來改進(jìn)自轉(zhuǎn)速率。發(fā)現(xiàn)來自木星的無線電爆發(fā)有兩種形式：長達(dá)數(shù)秒的長爆發(fā)（L爆發(fā)）和持續(xù)時(shí)間短于百分之一秒的短爆發(fā)（S爆發(fā)）。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)來自木星的無線電訊號(hào)有三種傳輸?shù)男问剑旱谝?、隨著木星旋轉(zhuǎn)的十米無線電爆發(fā)（波長10米的無線電波），并且受到木衛(wèi)一與木星磁場(chǎng)交互作用的影響。第二、厘米無線電輻射（波長為厘米的無線電波）于1959年首度由弗蘭克·德雷克（Fank Drake）和Hein Hvatum觀測(cè)到。這個(gè)信號(hào)起源于木星赤道附近的圓環(huán)帶狀，是由木星磁場(chǎng)中被加速電子引起的回旋輻射。第三、輻射熱是由大氣中的熱產(chǎn)生的。

先驅(qū)者號(hào)探測(cè)

美國宇航局于1972年3月發(fā)射了先驅(qū)者10號(hào)探測(cè)器，這是第一個(gè)探測(cè)木星的使者，它穿越危險(xiǎn)的小行星帶和木星周圍的強(qiáng)輻射區(qū)，經(jīng)過一年零九個(gè)月，行程10億千米，于1973年10月率先飛臨木星，探測(cè)到木星規(guī)模宏大的磁層研究了木星大氣傳回了三百多幅木星圖像。1973年4月美國又發(fā)射了先驅(qū)者11號(hào)探測(cè)器，1974年12月5日到達(dá)木星，距離木星表面最少只有4.6萬千米，比先驅(qū)者10號(hào)更近。送回了有關(guān)木星磁場(chǎng)、輻射帶、中立、溫度、大氣結(jié)構(gòu)等情況，并觀測(cè)到了木星南極地帶。

旅行者號(hào)探測(cè)

1977年8月20日和9月5日，美國先后發(fā)射了旅行者2號(hào)和旅行者1號(hào)探測(cè)器這兩個(gè)姊妹探測(cè)器沿著兩條不同的軌道飛行。擔(dān)負(fù)探測(cè)太陽系外圍行星的任務(wù)發(fā)射一百天后，旅行者1號(hào)超過旅行者2號(hào)，并先期到達(dá)木星探測(cè)。1979年3月5日，旅行者1號(hào)在距木星27.5萬千米處與木星會(huì)合，拍攝了木星及其衛(wèi)星的幾千張照片并傳回地球。通過這些照片可以發(fā)現(xiàn)木星周圍也有一個(gè)光環(huán)，還探測(cè)到木星的衛(wèi)星上有火山爆發(fā)活動(dòng)。旅行者2號(hào)于1979年7月9日到達(dá)木星附近，從木星及其衛(wèi)星中間穿過，在距木星72萬千米處拍攝了幾千張照片。

伽利略號(hào)探測(cè)

伽利略號(hào)探測(cè)器于1989年升空，1995年12月抵達(dá)環(huán)木星軌道。它旅行了28億英里，它的終結(jié)日期比原來預(yù)計(jì)的晚了六年。伽利略號(hào)繞木星飛行了34圈，獲得了有關(guān)木星大氣層的第一手探測(cè)資料，在1995年將一個(gè)探測(cè)器放到了木星上。它發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四的表面下有咸水海洋，還發(fā)現(xiàn)木星衛(wèi)星上有劇烈的火山爆發(fā)。

伽利略號(hào)的首要任務(wù)是要對(duì)木星系統(tǒng)進(jìn)行為期兩年的研究，而事實(shí)上，伽利略號(hào)從1995年進(jìn)入木星的軌道直到2003年墜毀，它一共在木星工作了8年之久。它環(huán)繞木星公轉(zhuǎn)，約兩個(gè)月公轉(zhuǎn)一周。在木星的不同位置上，得到其磁層的數(shù)據(jù)。此外它的軌道也是預(yù)留作近距觀測(cè)衛(wèi)星的， 在1997年12月7日，它開始執(zhí)行其額外任務(wù)，多次近距在木衛(wèi)一和木衛(wèi)二上越過，最近的一次是于2001年12月15日，距衛(wèi)星表面僅180千米。

因?yàn)闉榱斯?jié)約燃料，所以伽利略號(hào)并未滅菌處理，為了避免其與可能存在生命的木衛(wèi)二接觸，伽利略號(hào)探測(cè)器在2003年年9月21日墜毀于木星，以此結(jié)束其近14年的太空探索生涯。這將是美國宇航局自1999年以來首次控制探測(cè)器在地球之外的天體上墜毀。 伽利略號(hào)對(duì)研究木星的衛(wèi)星作出了很大的貢獻(xiàn)。在伽利略號(hào)到達(dá)木星之前，人們一共只發(fā)現(xiàn)了16顆木星的衛(wèi)星。伽利略號(hào)到達(dá)后又發(fā)現(xiàn)了多個(gè)衛(wèi)星，使這個(gè)數(shù)字已經(jīng)上升到了63個(gè)。

朱諾號(hào)探測(cè)

朱諾號(hào)是NASA新疆界計(jì)劃前往木星探測(cè)的太空船。于2011年8月5日從卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，預(yù)定于2016年7月抵達(dá)。探測(cè)器將放置在繞極軌道，研究木星的組成、重力場(chǎng)、磁場(chǎng)和磁層和磁極。朱諾號(hào)也要搜索和尋找這顆行星是如何形成的線索，包括是否有巖石的核心、存在大氣層深處的水量、質(zhì)量的分布、風(fēng)速可以達(dá)到618千米每小時(shí)(384英里每小時(shí))的深度。

朱諾號(hào)探測(cè)器

朱諾號(hào)探測(cè)器2011年8月5日發(fā)射，2013年10月9日利用地球引力彈弓加速飛往木星，在2016年7月5日到達(dá)木星軌道，展開對(duì)木星的深入探測(cè)。此后，朱諾號(hào)每年大約繞木星運(yùn)轉(zhuǎn)32圈， 探測(cè)木星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)情況；測(cè)定木星大氣成分；研究木星大氣對(duì)流情況以及探討木星磁場(chǎng)起源和磁層。通過它的探測(cè)，科學(xué)家希望了解木星這顆巨行星的形成、演化和本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及木星衛(wèi)星等。

撞擊事件

1993年3月24日，美國天文學(xué)家尤金·蘇梅克（Eugene Merle Shoemaker）和卡羅琳·蘇梅克（Carolyn Shoemaker）以及天文愛好者戴維·列維（David H. Levy），利用美國加州帕洛瑪天文臺(tái)的46厘米天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆彗星，遂以他們的姓氏命名為蘇梅克-列維9號(hào)彗星。這顆彗星被發(fā)現(xiàn)一年零兩個(gè)多月后，于1994年7月16日至22日，斷裂成21個(gè)碎塊，其中最大的一塊寬約4千米，以每秒60千米的速度連珠炮一般向木星撞去。

2009年7月21日，澳大利亞一位業(yè)余天文愛好者安東尼·衛(wèi)斯理，在凌晨1點(diǎn)利用自家后院的14.5英寸反射式望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)木星被彗星或者小行星撞擊，在木星表面留下地球般大小的撞擊痕跡。美國航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室在20日晚上9點(diǎn)證實(shí)了衛(wèi)斯理的發(fā)現(xiàn)，并于21日證實(shí)木星在過去相當(dāng)短一段時(shí)間內(nèi)再次遭遇其他星體撞擊，使木星南極附近落下黑色疤斑撞擊處上空的木星大氣層出現(xiàn)一個(gè)地球大小的空洞。2010年6月3日，澳洲的業(yè)余天文學(xué)家天文愛好者觀測(cè)到一顆彗星的撞擊，造成小于以前觀測(cè)到的事件。另一位菲律賓的業(yè)余天文學(xué)家也錄影捕捉到這次事件。

地理特征

木星是一個(gè)巨大的液態(tài)氫星體。隨著深度的增加，在距離表面至少5000千米深處，液態(tài)氫在高壓和高溫環(huán)境下形成。據(jù)推測(cè)，木星的中心是一個(gè)含硅酸鹽和鐵等物質(zhì)組成的核區(qū)，物質(zhì)組成與密度呈連續(xù)過渡。木星是氣態(tài)行星（又稱類木行星），即以非固體物質(zhì)為主要組成的行星，它是太陽系中體積最大的行星，赤道直徑為142984千米。木星的密度為1.326g/cm3，在氣體行星中排行第二，但遠(yuǎn)低于太陽系中四個(gè)類地行星。

質(zhì)量大小

木星的質(zhì)量是太陽系其他行星質(zhì)量總和的2.5倍，由于它的質(zhì)量是如此巨大，因此太陽系的質(zhì)心落在太陽的表面之外，距離太陽中心1.068太陽半徑。雖然木星的直徑是地球的11倍，非常巨大，但是它的密度很低，所以木星的體積是地球的1321倍，但質(zhì)量只是地球的318倍。木星的半徑是太陽半徑的十分之一，質(zhì)量只為太陽質(zhì)量的千分之一，所以兩者的密度是相似的?！澳拘琴|(zhì)量”（MJ或MJup）通常被作為描述其它天體（特別是系外行星和棕矮星）的質(zhì)量單位。因此，例如系外行星HD 209458 b的質(zhì)量是0.69MJup，而仙女座κb的質(zhì)量是12.8MJup。

理論模型顯示如果木星的質(zhì)量比現(xiàn)今更大，而不是318個(gè)地球質(zhì)量，它將會(huì)繼續(xù)收縮。質(zhì)量上的些許改變，不會(huì)讓木星的半徑有明顯的變化，大約要在500地球質(zhì)量（1.6MJup）才會(huì)有明顯的改變。盡管隨著質(zhì)量的增加，內(nèi)部會(huì)因?yàn)閴毫Φ脑黾佣s小體積。結(jié)果是，木星被認(rèn)為是一顆幾乎達(dá)到了行星結(jié)構(gòu)和演化史所能決定的最大半徑。隨著質(zhì)量的增加，收縮的過程會(huì)繼續(xù)下去，直到達(dá)到可察覺的恒星形成質(zhì)量，大約是50MJup的高質(zhì)量棕矮星。

然而，需要75倍的木星質(zhì)量才能使氫穩(wěn)定的融合成為一顆恒星。最小的紅矮星，半徑大約只是木星的30%。盡管如此，木星仍然散發(fā)出更多的能量。它接受來自太陽的能量，而內(nèi)部產(chǎn)生的能量也幾乎和接受自太陽的總能量相等。這些額外的熱量是由開爾文-亥姆霍茲機(jī)制通過收縮產(chǎn)生的。這個(gè)過程造成木星每年縮小約2厘米。當(dāng)木星形成的時(shí)候，它要比當(dāng)前觀測(cè)到的要略大一點(diǎn)。

大氣層

木星的高層大氣是由體積或氣體分子百分率約88%～92%的氫和約7%～11%的氦所組成，剩余1%是其他氣體。由于氦原子的質(zhì)量是氫原子的四倍，探討木星的質(zhì)量組成時(shí)比例會(huì)有所改變：大氣層中氫和氦分別占了總質(zhì)量的75%及24%，余的1%為其他氣體物質(zhì)，包括微量的甲烷、水蒸氣、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫、硫等物質(zhì)。大氣最外層有冷凍的氨的晶體。木星上也透過紅外線及紫外線測(cè)量發(fā)現(xiàn)微量苯和烴的存在。

木星大氣層中氫和氦的比例非常接近原始太陽星云的理論組成，然而，木星大氣中的惰性氣體是太陽的二至三倍，高層大氣中的氖只占了總質(zhì)量的百萬分之二十，約為太陽比例的十分之一，氦也幾乎耗盡，但仍有太陽中氦的比例的80%。這個(gè)差距可能是由于元素降水至行星內(nèi)部所造成。

由光譜學(xué)分析而言，土星被認(rèn)為和木星的組成最為相似，但另外的氣體行星、天王星與海王星相較之下所含氫和氦的比例較低，由于沒有太空船實(shí)際深入大氣層的分析，除了木星之外的行星仍沒有重元素?cái)?shù)量的精確數(shù)據(jù)。

云層

木星有著太陽系內(nèi)最大的行星大氣層，跨越的高度超過5000千米。由于木星沒有固體的表面，它的大氣層基礎(chǔ)通常被認(rèn)為是大氣壓力等于1MPa（10bar），或十倍于地球表面壓力之處。木星的大氣層被分為四個(gè)層次：對(duì)流層、平流層、增溫層和散逸層。不同于地球的大氣層，木星沒有中氣層，沒有固體的表面，大氣最底層的對(duì)流層，平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換進(jìn)入行星的流體內(nèi)部。這是溫度和壓力在氫和氦的臨界點(diǎn)之上造成的結(jié)果，意味著氣體和液體的相位之間沒有明確的界限存在。

木星的大氣組成按分子數(shù)量來看，81%是氫，18%是氦，按質(zhì)量則分別是75%和24%。只有約1%左右的其他氣體，其中包括甲烷、水蒸氣、氨氣等。這與太陽系的前身——原始太陽星云的組成相近，但木星中較重元素的比例卻比原始太陽星云多數(shù)倍。同為氣體行星的土星也是類似的組成，但天王星及海王星中的氫和氦就少得多。由于木星有較強(qiáng)的內(nèi)部能源，致使其赤道與兩極溫差不大，不超過3℃，因此木星上南北風(fēng)很小，主要是東西風(fēng)，最大風(fēng)速達(dá)130～150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的云系。各種顏色的云層像波浪一樣在激烈翻騰著。在木星大氣中還觀測(cè)到有閃電和雷暴。由于木星的快速自轉(zhuǎn)，因此能在它的大氣中觀測(cè)到與赤道平行的、明暗交替的帶紋其中的亮帶是向上運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，暗紋則是較低和較暗的云。

木星表面有紅、褐、白等五彩繽紛的條紋圖案，可以推測(cè)木星大氣中的風(fēng)向是平行于赤道方向，因區(qū)域的不同而交互吹著西風(fēng)及東風(fēng)，是木星大氣的一項(xiàng)明顯特征。大氣中含有極微的甲烷、乙炔之類的有機(jī)成分，而且有打雷現(xiàn)象生成有機(jī)物的概率相當(dāng)大。

大紅斑與渦旋

木星的大紅斑位于南緯23°處，長2萬千米，寬1.1萬千米。探測(cè)器發(fā)現(xiàn)，大紅斑是一團(tuán)激烈上升的氣流，呈深褐色。這個(gè)彩色的氣旋以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在大紅斑中心部分有個(gè)小顆粒，是大紅斑的核，其大小約幾百千米。這個(gè)核在周圍的反時(shí)針漩渦運(yùn)動(dòng)中維持不動(dòng)。大紅斑的壽命很長，可維持幾百年或更久。早在1665年，意大利天文學(xué)家卡西尼就發(fā)現(xiàn)了它。大紅斑艷麗的紅色令人印象深刻，顏色似乎來自紅磷。大紅斑的自轉(zhuǎn)是逆時(shí)針方向，周期大約是六天。大紅斑的長度是24000至40000千米，寬度是12000至14000千米。它的直徑大到可以容得下2至3顆地球。這個(gè)風(fēng)暴的最大高度比周圍的云層高出約8千米。風(fēng)暴通常都發(fā)生在巨行星大氣層的湍流內(nèi)，木星也有白色和棕色的鵝蛋形風(fēng)暴，但較小的那些風(fēng)暴通常都不會(huì)被命名。白色的鵝蛋傾向于包含大氣層上層，相對(duì)較低溫的云。棕色鵝蛋形是較溫暖和位于普通云層。這種風(fēng)暴持續(xù)的時(shí)間可以只有幾個(gè)小時(shí)，也可以長達(dá)數(shù)個(gè)世紀(jì)。

表層地理

磁場(chǎng)

木星的磁場(chǎng)強(qiáng)度是地球的14倍，范圍從赤道的4.2高斯（0.42mT）到極區(qū)的10至14高斯（1.0～1.4mT），是太陽系最強(qiáng)的磁場(chǎng)（除了太陽黑子）。環(huán)繞著行星的是松弱的行星環(huán)系統(tǒng)和強(qiáng)大的磁層（木星磁場(chǎng)十分強(qiáng)大，其背對(duì)太陽一面的磁場(chǎng)甚至延伸至土星軌道）。這個(gè)場(chǎng)被認(rèn)為是由渦流產(chǎn)生的——旋流運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電材料——核心的液態(tài)金屬氫。在埃歐衛(wèi)星的火山釋放出大量的二氧化硫，形成沿著衛(wèi)星軌道的氣體環(huán)。這些氣體在磁層內(nèi)被電離，生成硫和氧的離子。它們與源自木星大氣層的氫離子，在木星的赤道平面形成等離子片。這些片狀的等離子與行星一起轉(zhuǎn)動(dòng)，造成進(jìn)入磁場(chǎng)平面的變形偶極磁場(chǎng)。在等離子片內(nèi)的電流產(chǎn)生強(qiáng)大的無線電訊號(hào)，造成范圍在0.6至30MHz的爆發(fā)。

木星磁層的范圍大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在距離木星140萬～700萬千米之間的巨大空間都是木星的磁層；而地球的磁層只在距地心5萬～7萬千米的范圍內(nèi)。木星的五個(gè)大衛(wèi)星（木衛(wèi)一至木衛(wèi)五） [1]  都被木星的磁層所覆蓋，使之免遭太陽風(fēng)的襲擊。地球周圍有條稱為范艾倫帶的輻射帶，木星周圍也有這樣的輻射帶。旅行者1號(hào)還發(fā)現(xiàn)木星背向太陽的一面有3萬千米長的北極光。1981年初，當(dāng)旅行者2號(hào)早已離開木星飛奔土星的途中，曾再次受到木星磁場(chǎng)的影響。由此看來，木星磁尾至少拖長到了6000萬千米以外。

木星的磁氣圈分布范圍比地球磁氣圈的范圍大上100多倍，是太陽系中最大的磁氣圈。由于太陽風(fēng)和磁氣圈的作用木星也和地球一樣在極區(qū)有極光產(chǎn)生，強(qiáng)度約為地球的100倍。

內(nèi)熱

木星正在向其宇宙空間釋放巨大能量。它所放出的能量是它所獲得太陽能量的兩倍。這說明木星釋放能量的一半來自于它的內(nèi)部。木星內(nèi)部存在熱源。有人認(rèn)為它的熱能可能是木星形成時(shí)，由引力勢(shì)能轉(zhuǎn)變而來，被液態(tài)氫大規(guī)模對(duì)流到表面上。太陽之所以不斷放射出大量的光和熱，是因?yàn)樘杻?nèi)部時(shí)刻進(jìn)行著核聚變反應(yīng)，在核聚變過程中釋放出大量的能量。木星是一個(gè)巨大的液態(tài)氫星球，本身已具備了無法比擬的天然核燃料，加之木星的中心溫度已達(dá)到了28萬K，具備了進(jìn)行熱核反應(yīng)所需的高溫條件。至于熱核反應(yīng)所需的高壓條件，就木星的收縮速度和對(duì)太陽放出的能量及攜能粒子的吸積特性來看，木星在經(jīng)過幾十億年的演化之后，中心壓可達(dá)到最初核反應(yīng)時(shí)所需的壓力水平。木星和太陽的成分十分相似，但是卻沒有像太陽那樣燃燒起來，是因?yàn)樗馁|(zhì)量太小。木星要成為像太陽那樣的恒星，需要將質(zhì)量增加80倍才行，根據(jù)天文學(xué)家的計(jì)算，只有質(zhì)量大于太陽質(zhì)量的7%，才能進(jìn)行氘聚變反應(yīng)，發(fā)出光和熱。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

木星有一個(gè)石質(zhì)的內(nèi)核，由鐵和硅組成。向外是由巖石與氫的混合顆粒物組成，無明確的邊界，在向外被一層含有少量氦，主要是氫元素的液態(tài)金屬氫包覆著。內(nèi)核上則是大部分的行星物質(zhì)集結(jié)地，以液態(tài)氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎(chǔ)可能只在40億帕壓強(qiáng)下才存在，木星內(nèi)部就是這種環(huán)境（土星也是）液態(tài)金屬氫由離子化的質(zhì)子與電子組成。在木星內(nèi)部的溫度壓強(qiáng)下氫氣是液態(tài)的，而非氣態(tài)，這使它成為了木星磁場(chǎng)的電子指揮者與根源，木星的磁場(chǎng)強(qiáng)度大約10高斯，比地球大10倍。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的冰。木星還是天空中已知的最強(qiáng)的射電源之一。

木星內(nèi)部的溫度和壓力，由于開爾文-亥姆霍茲機(jī)制穩(wěn)定地朝向核心增加。在壓力為10帕的“表面”，溫度大約是340K（67℃；152℉）。在氫相變的區(qū)域——溫度達(dá)到臨界點(diǎn)——?dú)涑蔀榻饘伲嘧儨囟仁?0000K（9700℃；17500℉），壓力為200GPa。在核心邊界的溫度估計(jì)為36000K（35700℃；64300℉），同時(shí)內(nèi)部的壓力大約是3000～4500GPa。

文化

世界紀(jì)錄

木星是太陽系中最大的行星、一天時(shí)長最短的行星、被最多航天器到訪過的外行星、擁有最多特洛伊小行星的行星、太陽系中擁有最活躍火山的天體以及太陽系中密度最大的衛(wèi)星，木星擁有衛(wèi)星上最多的隕石坑、最強(qiáng)的磁場(chǎng)、太陽系中最強(qiáng)大的極光、太陽系中最大的反氣旋風(fēng)暴。（吉尼斯世界紀(jì)錄）