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揭示木星的神奇现象

木星是怎样命名的?

       古代天文学家对木星并不陌生,因为用肉眼就可以非常容易地看到它,或许他们并不知道木星的真面目,但是至少木星划过夜空时他们是可以追踪到的。

       因为木星非常巨大而又明亮,所以古代的天文学家用威望最高的罗马神的名字“朱庇特”来命名它。在罗马宗教中,“朱庇特”是掌管天界的神,他以雷电作为武器,拥有着天地间呼风唤雨的力量。把他当作宇宙中的诸神之神,相当于古希腊众神之王——“宙斯”。谈到“宙斯”,还有一段神话,也被人们称为木星的神话。“宙斯”是“克洛诺斯”和“瑞亚”的儿子,尽管与姐姐“赫拉”结婚了,但他非常好色。他曾变成白鹤、公牛等动物向很多女人求爱,“宙斯”最爱的祭品是母山羊和牛角被涂成金色的白公牛。

(罗马上帝朱庇特)

木星光环由什么组成?

       以前天文学家不知道木星周围的光环,直到1979年3月“旅行者”1号探测器穿越木星赤道平面时,才发现木星和土星一样也拥有光环。4个月之后,“旅行者”2号探测器飞临木星证实了这一结论。于是天文学家确认了木星的确有光环的事实。

       天文学家经过努力研究发现,木星实际上有4种弥散透明的光环。其中,最亮的那个被称为主环,稍弱的称为光环,两个最弱的称为薄纱光环。在亮度上,所有的这些环都比土星环微弱。天文学家认为,木星的这些光环应该是由木星的卫星和附近的小流星之间碰撞出的尘埃和碎石形成的。

(木星的光环及其内部的卫星)

为什么木星会发生强大的风暴?  

       木星上的风暴速度非常快,沿木星赤道的地方是风暴速度最快的地方,速度最高可达每小时650千米。

       因为自转很快,在大气中产生了与赤道平行且明暗交替的气流带纹,其中亮带纹区域中的气温相对较高,并且该处的云层和气体正在上升;而暗带纹区域中的气温相对较低,并且该处的云层和气体正在沉降。由于云层和气流的不断上升与沉降交替运动,便形成了强烈的对流,进而导致如此强大的风暴。

          

木星上的暴风云图(左);1992 ~1999年木星上巨大的红点受风暴影响的变化(右)

木星有怎样的大气环境?

       木星的大气云层非常之厚而浓密,其主要成分是由氢和氦两种元素构成,这两种元素的比例类似于太阳中的比例,除此之外,木星大气层还含有少量的甲烷、氨、硫化氢和水。
       天文学家将木星的大气层从低空向高空,分为对流层、平流层、增温层和散逸层,每一层都有各自的温度梯度特征。最底层的对流层是云雾,呈现一种朦胧的美;最上层的氨云是可见的木星表面,组成了12道平行于赤道的带状云,并且被强大的带状气流分隔着;这些交替的云气有着不同颜色,使得木星的表面呈现出深浅不一的条纹。其中,“暗的云气”称为“带”,而“亮的云气”称为“区”。“区”的温度比“带”低,所以“区”是上升的气流,而“带”是下降的气流。
       木星表面大气层的是顽皮的,它可以制造不稳定的带状物、旋涡、风暴甚至闪电;旋涡自身会呈现巨大的红色、白
色或棕色的斑点,其中大红斑是其最大的斑点之一。

(2000年的木星云图)

木星和彗星为什么会相撞?

       1994年,一颗名为“苏梅克-列维”9号的彗星断裂成了21个碎块;其中最大的一块宽约4千米,并以每秒60千米的速度向木星撞去。

       据天文学家们推测,这颗彗星环绕木星运行大概已有一个多世纪了,但由于它距离地球太遥远、亮度太暗淡,人们一直没有发现它。而它真正的家是在柯依伯带里,由于过往星体产生的引力摄动的原因,不时有一些彗星带脱离柯依伯带,“苏梅克-列维”9号彗星就是被木星吸引进来的一位“不速之客”。

       这次彗木相撞的撞击点正好面向地球的背面,所以在地球上是无法直接看到的,但由于木星的自转周期为9小时56分钟,撞击点可以随着木星的快速自转运行到面向地球的位置,所以人们每隔20分钟左右就能看到撞击后出现的蘑菇状烟云。

(木星与“苏梅克-列维”9号相撞)

木星内部是怎样的?

       木星与地球是完全不同的行星,如地球主要由岩石和金属组成,而木星主要由氢和氨元素的混合气体组成的。所以,尽管木
星个头很大,但它的质量相对比较轻。
       实际上,木星是一个具有石质内核的气态行星,从星体结构上看,它包括四个层面,木星的中心是固态内核,其质量相当于地球质量的10倍~15倍,尽管内核温度达到20000K~40000K,但由于压力很高,所以,仍然是固态的放射性金属、岩石和冰体。
       临近内核的外层主要是液态金属氢组成,它不仅是木星质量和体积的主导者,还是木星磁场的创造者,在这里还含有一些氦和微量的冰。
       再向外层则是分子氢和氦所构成的“超临界状态”层,在这里,氢和氦处于超临界流体状态,它们运动流畅,但不是气体;这里的超临界流体没有表面张力,并且可以像气体般地在给定容积内自由扩散。木星的最外层是由液态氢和氦组成,而且越往中心方向深入,密度越大。

(木星的内部组成)

(作者:王梦玲 闻 新)
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