详细解读木星,它美丽的外表下隐藏着什么秘密?

木星的构成?

巨大的木星主要由氢和氦组成,就像一颗小恒星。但尽管它是太阳系中最大的行星,这个气态巨行星并没有足够的质量将它推入恒星状态。

木星表面

当科学家称木星为气态巨星时,他们并没有吹牛。如果你空降到木星,希望能撞击地面,你永远不会找到稳固的着陆地。木星的大气层是90%的氢,剩下的10%几乎完全是由氦气组成的,尽管里面还有少量其他气体的痕迹。

这些气体堆积在一起,形成向下延伸的层。由于没有坚实的地面,木星的表面被定义为大气压力等于地球表面气压的点。此时,引力几乎是地球上引力的2.5倍。

试图站在那个表面是不可能的,因为它只是另一层气体。宇宙飞船和宇航员只会陷入泥潭。如果探测器或宇宙飞船飞向木星的中心,它将继续只找到厚厚的云层,直到它到达核心为止。

木星的核心

关于木星核心的细节仍然是一个挑战。科学家们认为,稠密的中心核可能被一层金属氢所包围,而另一层氢分子则位于顶部。

科学家们并不确定木星的核心到底有多坚实。虽然一些理论认为,核心是一个炽热的液态球体,但其他研究表明,它可能是一块14到18倍地球质量的固体岩石。

关于木星核心的讨论直到上世纪90年代末才开始,当时重力测量显示,这个气态巨星的中心大约是地球质量的12到45倍。而且,仅仅因为它过去有一个核心,并不意味着它今天还会有——新的证据表明,这个气态巨星的核心可能正在融化。

为什么不能成为恒星?

和太阳一样,木星主要由氢和氦组成。但与太阳不同的是,它缺乏足够的能量来开始核聚变,而核聚变是为恒星提供燃料的过程。要被认为是一颗恒星,木星的质量必须是目前的75到80倍。如果太阳系中的所有行星都是这个巨大气体的一部分,那么它的质量仍然不够。不过,就木星本身而言,它的体积是太阳系所有其他行星的总和的2.5倍。

木星有多大?

作为太阳系中最大的行星,气态巨行星木星的质量大约是地球的318倍。如果太阳系所有其他行星的质量被合并成一个“超级行星”,木星的体积仍然比它大2.5倍。

半径、直径和周长

木星的平均半径为69911公里,约为太阳的十分之一。然而,它的快速旋转——每9.8小时旋转一次——导致它在赤道处隆起,那里的直径为142984公里。相比之下,两极的直径只有133708公里。这种拉伸的形状被称为扁球体。

如果你绕着木星的赤道走,你会走439264公里,是绕地球中心线的10倍多。

因为木星是由气体构成的,所以它的表面被认为是均匀的。因此,它缺乏高和低的点——山脉和山谷——就像在岩石类的类地行星上发现的那样。

密度、质量和体积

木星被称为气态巨星,主要由氢和氦组成。它重1.9×10^27kg。尽管它比地球大得多,但它的密度只有地球的五分之一,为1.326g/cm³,因为它是由气体而不是岩石构成的。

木星的体积为1,431,281,810,739,360km³,是地球的1321倍。

这颗巨大行星的表面积是6.1419x10^10km²,是地球的120倍。

木星的结构与太阳相似,但需要达到目前质量的75倍才能实现为恒星提供燃料的氢聚变。在太阳系之外发现的最大的气态巨行星的质量通常是用这个巨大的行星来表示的。

木星有多远?

木星和月亮的合影,拍摄于2012年9月8日的早晨

木星是太阳系中最大的行星,尽管距离遥远,但它在天空中闪耀着光芒。

木星离地球有多远?

由于这两颗行星围绕太阳呈椭圆形运行,所以木星与地球的距离不断变化。当这两颗行星在它们最近的位置时,到木星的距离只有5.88亿公里。从最近的一点来看,木星的光芒是如此的耀眼,甚至连金星都比它暗淡。在最远的地方,这个巨大的气体巨星的距离是9.68亿公里。

木星绕太阳一圈需要11.86个地球年。当地球围绕太阳运行时,它每398.9天就会赶上木星一次,这使得这个巨大的气态行星似乎在夜空中逆行。这种逆行运动给以太阳为中心的太阳系模型带来了许多问题,这些模型的完美圆形并不能解释木星和其他行星形成的逆行现象。直到约翰内斯·开普勒确定行星以椭圆轨道运行而不是圆形轨道时,问题才得以澄清。

木星离太阳有多远?

椭圆路径意味着行星与太阳的距离不是恒定的。在木星最近的近日点,木星距离这颗恒星有7.41亿公里;在最远的地方,也就是远日点,它离太阳有8.17亿公里。平均来说,木星到太阳的距离是7.78亿公里。

到达木星需要多长时间?

宇宙飞船到达这颗巨大的行星所需的时间取决于许多事情。一艘飞船的路径经常是不一样的,因为它从行星、卫星甚至太阳上弹射而来,以获得加速度,同时减少燃料的消耗。

伽利略号宇宙飞船于1989年10月发射。用了六年多的时间才到达这个巨大行星,并于1995年12月到达。但是这艘飞船走了一条非常迂回的路线,行驶了25亿英里。它围绕着金星、地球和加斯普拉小行星飞向木星。

另一方面,“旅行者1号”只花了两年时间就到达了这个巨大的气态行星。“旅行者1号”于1977年9月5日发射升空,于1979年3月5日发射。这是因为旅行者号的任务是为了利用其他行星的理想布局。

2006年1月19日,“新地平线”号发射升空。2007年2月28日,它在飞往冥王星和其他矮行星的途中飞过木星。到木星的旅行时间只有13个月多一点。

“朱诺号”于2011年8月5日发射升空,花了五年时间才到达木星,并于2016年7月4日抵达。

欧洲航天局计划在2022年6月向木星发射“木星冰卫星探测器”。该探测器将依靠来自金星和地球的重力协助,完成为期7.6年的前往这颗巨大行星的航行。

美国国家航空航天局计划在本世纪20年代中期发射“欧罗巴”探测器到木星的卫星“欧罗巴”。新的太空发射系统计划于2018年首次发射,如果发射成功,旅行时间将从8年缩短到3年。

每一次飞行任务的时间都不尽相同,不仅取决于推进系统的技术飞跃,还取决于行星之间的排列方式。

木星的温度是多少?

由于木星与太阳的距离平均为7.78亿公里,来自恒星的热量是微弱的,尽管它确实起了作用。大部分气体的热量来自地球内部。在地表之下,液体和等离子体氢气产生的对流比太阳产生的热量多。这种对流使巨大的气体保持足够的温度,以避免它冻结成一个冰冷的世界。

木星主要由氢构成,其中含有一些氦。在表面之下,气体变成液体,甚至是等离子体,一直到中心核。

在气体区域内,温度随木星大气层的不同而变化。从地表到大约50公里的高空,温度会随着你的上升而降低,从零下100摄氏度到零下160摄氏度。

如果深入木星中心,那么温度就非常恐怖了,能够达到30500摄氏度,比太阳表面的温度还要高。

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