有1300個地球大的最大行星

木星是顆巨大的行星。在太陽系所有行星中，木星是最大的一個。它的直徑是14.3萬千米，是地球直徑的11倍多，體積是地球的1300多倍。這意味著，倘若木星是個中空的圓球，它里面能放下1300個地球。木星是太陽系行星中的頭號巨人。

木星的質量很雄偉。雖然木星質量只及太陽的1/1000，但它的質量是地球質量的318倍，木星質量甚至比太陽系內全部其他行星、衛星、小行星、隕星和慧星的總和質量還要大，后者只及木星質量的40%。在眾行星面前，木星則顯得偉岸無比。

木星在群星中顯得很亮。雖然它到太陽的距離是地球到太陽距離的5倍，得到的太陽光也弱得多，只有從地球上看到的太陽亮度的1/7。但木星個兒巨大，大氣也濃密，反射太陽光的能力也強。在天空中除金星以外，木星就是最明亮的行星了。木星比恒星星空中最亮恒星天狼星還要亮，也比火星亮。西方人把威嚴的羅馬主神“朱必特”的寶座安放在了木星上。

木星又是位“脆弱的巨人”。拿木星質量和它龐大的體積相比較，卻顯不出任何優勢。我們知道，質量與體積的比值是密度，木星的平均密度還不到地球平均密度的1/4。地球上正每方厘米的地球物質平均“重”5.52克，而幾立方厘米的木星物質只“重”1.33克，只比水重一點點。它的這種驚人低的密度和巨大無比的體積無異告訴我們，木星是由很輕的物質構成的，木星中可能包含著相當數量的水和比水更輕的物質。原來，木星的基本成分是液態氫，除了可能有很小的熔融的巖核外，沒有地球陸地那樣的固體表面。

木星自轉非常迅速。它雖是龐大行星，卻行動靈活。木星比太陽系內任何別的行星自轉都要塊，木星上的“一天”只有9小時55分，微弱的太陽光，平均每天只有5小時左右照射時間，人類測得木星表面溫度在零下150℃左右，是極寒冷的世界。木星公轉速度13千米/秒，比地球30千米/秒的公轉速度慢多了，公轉一周的時間幾乎等于12年。

身披色彩繽紛的彩帶

通過望遠鏡，人們就能看到木星的扁平的有趣形狀。不過，恐怕最吸引你的，是木星頂部云層的那些云霧狀的醒目條紋了。明暗相間的條帶大體規則又很有變化，而且都與赤道平行。條帶顏色斑斕，除了白色外，還有橙紅、棕黃色的。按照習慣，那些發白的淺色條紋叫“帶”，那些較暗的紅、棕等色條紋叫“條”或“帶紋”。

這些條帶都是木星云層，而且是木星頂部云層。木星被濃密的大氣包圍得嚴嚴實實，這層大氣有多厚，現在不得而知，估計大約1000多千米，它使我們想要窺視一下木星大氣的下層也不能，更不用說看見木星表面了。木星表面幾乎全是氫和氦，氫82%，17%氦，此外是極少的甲烷、氮、水汽、碳和氧。

木星快速自轉，云就被拉成長條形。科學家們不久后搞清楚了，淺色的帶是木星大氣的高氣壓帶，溫暖的氣流在帶里上升，呈現出白色或淺黃色。深暗色的條則是低氣壓帶，氣流在這里下降，呈現出紅色和橙色。條帶間像波浪一樣激烈翻滾。換句話說，由于木星作高速自轉，伴同高氣壓帶和低氣壓帶的旋風流和反旋風流完全把巨大的木星纏繞起來了。大氣也不易跑掉，就因為木星有巨大吸引力束縛著漂泊不定的氣體。

表面是液態氫形成的“海洋”

木星沒有固體的表面，這與我們了解過的水星、金星、地球、火星、月球都不同。大氣之下，很可能是液態的氫的“海洋”。在再往下離木星中心核大約一半的地方，那里的壓強已十分巨大，可達300萬個大氣壓，溫度驚人的高，達11000℃，在這樣的物理條件下，以致液態分子氫實際上已轉化成液態的金屬原子氫，這種液態的金屬氫在地球的實驗室中從未發現過，然而科學家堅信，在極端條件下會有這種液態金屬氫存在。在木星最中心部分是木星核，木星核是固體的，主要由鐵和硅之類的物質組成，不大的體積卻相當于一二十個地球質量。這里必然承受非常大的大氣壓強，估計有上億個大氣壓。溫度高可達3萬攝氏度，那里必然有地球所無法想像的特殊環境。

以上只是科學家設想的木星結構模型，因為要想了解云的下面是怎樣的細節非常困難。

木星有強大的磁場。木星磁場強度為地磁強度的10倍，磁極方向和地球相反，在木星指南針確實是“指向南方”，木星的磁層比地球的磁層要大100倍，可直接達到700萬千米之處。地球磁層只在距地心7～8千米范圍內。打個比方，如果我們在夜間能用眼睛看見木星和它的磁層的話，木星本身只相當于一顆亮星那么大，木星的磁層則要比月亮大16倍。另外，木星磁層隨太陽風“吹拂”，十分迅速地頻頻收縮和膨脹著。

木星有極光。地球上極地地區出現極光，是因為磁場捕獲了來自太陽的帶電粒子，太陽風到達木星這么遠的地方，帶電粒子也衰減得很多了，但由于木星強大的磁場，仍然可能捕捉到太陽帶電粒子，這在理論上完全成立，過去卻一直沒有觀測到。1979年，當“旅行者1號”轉到木星的背面時，觀看到一場動人的極光“演示”，夜幕中，一條長約3萬千米的巨形光帶，正在長空搖曳生姿，翩翩舞動。這還是在地球以外的太陽系天體上頭一回遭遇極光，既在意料之外，又在情理之中。這一切再次說明了物理規律的普遍性和準確性。

木星也有光環。這是1979年3月4日，由“旅行者2號”無意中發現的。4個月以后，“旅行者2號”再次飛抵木星，證實了這一發現。木星環像個薄薄的圓盤，很暗，也不大。其厚度只有30來千米，寬度約6500千米，由大大小小的黑色塊狀物構成，外圍離木星中心12萬千米。由于黑色石塊不反射太陽光，光環又小又薄，難怪我們在地球上長期都發現不了它。

于是，木星在土星、天王星以后，一躍而進入有光環行星的行列。

木星的標記——巨大紅斑

木星除了色彩繽紛的條和帶之外，我們還不難看到木星大氣有一塊醒目的標記，從地球上看去，就成一個紅點，仿佛木星上長著一只“眼睛”。大紅斑形狀有點像雞蛋，顏色鮮艷奪目，紅而略帶棕色，有時又鮮紅鮮紅。人們把它取名為大紅斑。

很早以前，木星大紅斑鮮明的顏色已引起人們關注。意大利天文學家卡西尼在1665年首先覺察到，木星上有斑痕，并以此紅斑為標志，測出了木星自轉的周期，是在9時50分到9時56分之間的范圍。這與現在公認的赤道部分的自轉周期9時50分30秒相當吻合，這在當時天文觀測儀器相當簡陋的情況下是很不簡單的成就。

自那時以來3個多世紀過去了，人們一直看到這塊紅斑，雖然顏色時而有濃也有淡，大小有增有減，但從未消失過，成為木星上醒目的半永久性標志，同時也是科學家觀測、研究、討論的課題。

大紅斑十分巨大，南北寬度經常保持達1.4萬千米，東西方向上的長度在不同時期有所變化，最長時達4萬千米。也就是說，從紅斑東端到西端，可以并排下三個地球。一般情況下，長度在2000～3000千米，大紅斑在木星上的相對大小，就好像澳大利亞在地球上那樣。

大紅斑之“紅”也有特色。它的顏色常常是紅而略帶褐色，變化也是有的。20世紀20年代到30年代，大紅斑呈鮮紅色，從未這么好看過。1951年前后，也曾出現淡淡的玫瑰紅顏色。大部分時間，顏色比較暗淡。關于大紅斑的顏色，有不同見解。有人提出那是因為它含有紅磷之類的物質；有人認為，可能是有些物質到達木星的云端以后受太陽紫外線照射，而發生了光化學反應，使這些化學物質轉變成了一種帶紅棕色的物質?？傊?，這仍然為目前人類的未解之謎。

人們在地球上隔著6億千米對著大紅斑看了300多年，卻不知怎么解釋這種紅斑。到20世紀70年代，先有1972、1973年“先驅者10號”、“先驅者11號”相繼升空，在1973年12月和1974年12月近距離觀測了木星；緊步后塵的又有1977年8月20日和9月5日發射的“旅行者2號”、“旅行者1號”，分別于1979年7月和1979年3月從木星上空掠過，對紅斑進行詳細察看。它們發現，它是一團激烈上升的氣流，即大氣旋。它不停地沿逆時針方向旋轉，像一團巨大的高氣壓風暴，每12天旋轉一周。這巨大風暴氣流可謂“翻江倒海”，“翻天覆地”。從人類認識它以來狂暴地刮了3個多世紀，可以說是一場“世紀風暴”，真讓人咋舌，那么，它是靠什么物質能長盛不衰、長期肆虐呢？

原來，大紅斑以自己實力占盡地利之便。巨大的漩渦像夾在兩股向相反方向運動的氣流帶中，摩擦阻力很小，如果大紅斑比現在要小得多，那么“阻礙”的力量便相應地要大得多，這團風暴要不了多久便會平息?！跋闰屨?0號”1973年12月也發現過有小紅斑，其擴大程度直逼大紅斑了，然而“先驅者11號”1974年12月飛過小紅斑時它卻已經消失了。小紅斑從形成到消失，只用了短短的兩年時間，規模上也只與地球風暴差不多，這跟大紅斑不能相比。也有人認為大紅斑長久不衰應該還有別的原因。總之，關于大紅斑，還需繼續觀測、研究和進行不懈探索。

木星衛星也最大

木星與類地行星大不相同，這一點同樣表現在它擁有的追隨者衛星上面。

木星的衛星是個大群體，共有16顆，在太陽系中名列亞軍，僅次于土星的23顆衛星，按照距木星由近及遠的次序分別為：木衛十六、木衛十四、木衛五、木衛十五、木衛一、二、三、四，木衛十三、木衛六、木衛十、木衛七、木衛十二、木衛十一、木衛八、木衛九。最遠的木衛九，達2370萬千米，比木衛十六遠了180多倍。最近的木衛十六，約12.7萬千米，離大氣頂層不遠。這16顆衛星連同木星一起組成了一個龐大遼闊的木星系統，就像個小太陽系。

在太陽系的衛星世界里，木星的衛星也有鼎鼎有名的。木衛三是太陽系里最大的衛星，直徑5276千米，比月球（3476千米）大，甚至比水星（4880千米）大。在太陽系前6名里除月球名列第五，亞軍是土衛六之外，其余都是木衛的天下。木衛四、木衛一、木衛二分別保持著前3、4、6位的排行。

木衛一、二、三、四是太陽系最早發現的衛星（除月球外）。

380多年以前，伽利略用自制望遠鏡發現了木星的4顆衛星，被后人統稱為“伽利略衛星”。木衛五是1892年巴納德發現的，其他的幾顆衛星都是在20世紀發現的，其中3顆在70年代末80年初，則由空間探測器找到。

這4顆伽利略衛星各有各貌，每個大小都與水星差不多，是天文學家重點研究的對象。

木衛一距離木星最近，它距木星的平均距離為42萬千米，以強烈的火山爆發而聞名。從木衛一的大小、質量、距離來看，與月球十分近似，是木衛里最引人注目的。從“旅行者”發回的照片看，木衛一表面非常平坦，沒有隕石坑，如果有的話，也許也被火山噴發的物質填平了。木衛一有大面積的平原和起伏不平的山脈，表面由火山灰裝飾得五彩繽紛，紅色、金紅色、淡黃色和黑白色的地表景色動人。

木衛一的火山爆發之激烈最令人吃驚，遠遠甚于地球上的火山爆發程度。迄今記錄到正在爆發的至少有9座，噴發時間很長，火山灰每年覆蓋表面約1毫米厚，使木衛一表面更新很快?；鹕奖l時，大量的二氧化碳氣體形成藍色噴煙，氣體冷卻后凝聚形成雪。

木衛二離木星稍遠，平均距離67萬千米。表面江河花紋很顯眼，可能存在軟冰或液態水?！奥眯姓?號”發現木衛二是一顆由厚厚冰層覆蓋的巖石球體，近乎白色，色調柔和。赤道一帶有斑狀的黑區和亮區，被黑色線條穿過有長、短，縱橫交錯如同亂麻?？赡苁窍噙B接的環形山、方山，最高不過50米，是最平坦的天體。

推測木衛二有帶冰殼的固體核心，并且在冰殼和核心之間，可能有一層液態水。這樣的構造形成平坦地形，并承受隕星撞擊和形變。

估計木衛二有個深120千米的水坑，天文學家史蒂文森等人前些時候計算了木衛二的熱耗散，證實在核心和冰殼之間確有液態水層。在25千米深的冰層下，木星潮汐作用加熱產生的熱量，使冰殼變軟甚至形成液態水。

冰殼可能不完全凍結，大部分冰像冰川那樣在流動。

科學家認為木衛二是太陽系少數的，可能擁有原始生命存在的天體之一。

木衛三是太陽系最大衛星，距離木星107萬千米?！奥眯姓?號”測得其朝向木星一面，與月亮類似。上面有嚴重環形山化了的多邊形區域，橫跨達幾十千米。它們周圍是明亮的網狀系統，這些地形是相距很近的一些平行的山脊和山脊之間的溝組成的一個個區域，有的達20條之多。表面有斷層和地殼變動痕跡。

木衛四最遠距離188萬千米，環形山在半球左面。還有同心環地貌，直徑600千米，環形相距50～200千米，同心盆地放出奇特的光。

對木星的探測計劃由70年代探測太陽系外圍空間開始。70年代共發射了4艘宇宙飛船。

“先驅者10號”于1972年3月20日升空，次年底在離木星13萬千米處飛過，送回300多幅彩片，研究了木星云層和衛星，探測到了木星的磁場。

“先驅者11號”于1973年4月6日發射，經過一年半的飛行，來到離木星表面4.6萬千米的高空，送回更清晰的照片。對木星溫度、大氣、磁場及4個衛星作了多方面觀測。

“旅行者1號”和“旅行者2號”是在1977年9月5日和8月20日相繼發射的，攜帶大量精密儀器，“旅行者二號”晚時發射，卻先期到達木星，1979年3月飛臨木星，探測了木星和4個伽利略衛星，并拍了數以千計的照片。“旅行者2號”于1979年7月到達，兩艘飛船在離開木星后，還要繼續向太陽系外圍空間進發。

美國航天局在完成“旅行者”計劃后，為了深入探測木星，又推出了“伽利略計劃”。

“伽利略”探測器不像前面幾艘，只通過木星附近，而是飛繞木星周圍，并停留在木星那里繼續觀測20多個月。經過長期精心策劃安排的“伽利略”號于1989年10月升空，開始了為期6年的旅行。于1995年12月進入環繞木星的軌道，在其后的23個月期間，15次飛掠木星的伽利略衛星，環繞木星11圈，此番對木星磁層和木星衛星的考察，比“旅行者”l號、2號更靠近木星，獲得的資料也更為詳細、豐富。

木星系統素有微型太陽系之說，是太陽系中最好的宇宙實驗室，通過深入研究木星及其衛星系統，科學家們還希望能揭開行星系統起源之謎。

木星會成為第二個太陽嗎

木星是行星，也或許是若干億年之后生命的搖籃，或許是多少億年之后的又一個“太陽”。這些關于木星的設想真是使人歡喜又讓人擔憂。

木星是個特殊行星，不僅又大又重，有著舉足輕重的作用，還因為它前途未卜，從而在科學家心中留下懸念。

其一，木星的溫度。木星表面零下148℃的溫度超出它目前從太陽獲得的能量所能維持的溫度。根據計算出的結果，木星表面的溫度應該是零下168℃，空間探測器“先驅11號”在1974年12月飛越木星測到零下148℃，這應比地球上測量精確，但其中20℃的差異怎樣解釋呢？木星哪來的熱量來加熱，使其升溫20℃之多，莫非來自內部熱源？

其二，木星亮度有增亮的趨勢。我國天文史家劉金沂長期研究發現，水、金、火、土星的亮度在幾千年來呈現減弱趨勢。但木星亮度每年增加2%，每千年增加0.003個星等，這種反其道而行之的現象說明什么呢？行星反射太陽光而發亮，太陽在漫長演化過程中，亮度呈減弱之勢，體積膨脹，表面溫度從6000℃下降到3000℃左右，成為紅原星，最后收縮為白矮星，表溫達11000℃。這是50億年以后的事。木星增亮只能從自己身后找原因，結論是木星有內部熱源并且呈增長之勢。

其三，木星從太陽那里不斷捕獲能量。太陽風不僅向外輻射能量，太陽風還能帶走一部分能量。帶電微粒不斷拂過行星之間，其中的一部分自然被各種天體吸收，作為行星之王的木星，當然有本領捕獲更多。因此，木星會又增質量又增能量，慢慢壯大起來。

其四，如果木星有內部能源，它在得到太陽能源的同時還要向外輻射能量。經研究，它釋放的能量是它從太陽那里所獲得能量的兩倍，說明木星的能量有一半來自它的內部，才能維持收支不平衡的能量狀況。

其五，木星是由液態氫所構成，它同太陽有類似的大氣成分。

但木星目前的質量是太陽的1/1000，體積是太陽的1/1000，溫度也很低。但前蘇聯科學家蘇齊科夫和薩利姆齊羅夫在1982年提出，木星的核心溫度已高達28萬攝氏度，那里正在進行熱核反應。木星一邊把自己的引力能轉換成熱能外，還不斷吸收太陽放出的熱量，長此以往，就使它的能量越來越大，且越來越熱，變亮也變得更加活躍，正向“恒星”資格進軍。所以他們提出了大膽看法：30億年后，太陽臨近晚年，木星將一躍而為恒星，取代太陽的地位。

觀察表明，由于木星向四周施熱，已融化漸近的木衛一上的冰層，其他三顆木衛二、三、四仍有冰層覆蓋著。

木星是顆行星嗎？會是第二顆恒星嗎？不同看法是：①木星將成為恒星還為時過早。②木星不是嚴格意義上的行星，更不是嚴格意義上的恒星，而是處在兩者之間的特殊天體。

至于木星成為恒星以后，其他行星、衛星怎么辦？那時地球可能腹背受敵，生命、文明也會毀于一旦，太陽系格局也將發生大的變動。但30億年后，地球文明科技會很發達，人類應該能尋找到第二個家園。

最新發現——木衛二上可能有水

美國亞利桑那大學的行星科學家宣布，他們對伽利略探測器發回的照片的分析結果進一步確定，木衛二冰凍的表面下存在一個液態水構成的全球性海洋。

伽利略探測器是美國宇航局1989年發射的，自1995年接近木星以來一直圍繞著木星及其4顆最大的衛星飛行，拍攝了大量的近距離照片?？茖W家根據這些照片認為木衛二上有水，但對其表面上呈扇形排列、密如蛛網又長達數百千米裂紋的成因感到迷惑不解。現在亞利桑那大學的科學家們指出，這種裂紋是木衛二上存在海洋的證據。

由于對木衛二是否存在著水越來越感興趣，美國宇航局計劃于2003年發射一個探測器并于2008年進入木衛二的軌道，利用能夠穿透冰蓋的遙感儀器對木衛二進行考察，以便最終回答木衛二是否真的有水這個問題。