天文观测中的疑惑
为什么不自己命名为:“额外欢乐一号”
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木星，古称木星，是离太阳第五远的行星，也是最大的一颗，是其他所有行星质量总和的两倍(地球的318倍)。木星绕太阳公转的周期为4332.589天，约为11.86年。朱庇特(又名Jove)被希腊人称为宙斯(众神之王，奥林匹斯山的统治者，罗马国家的保护者)。这是克洛诺斯(土星之子)。)
轨道:距离太阳778，330，000公里(5.20天文单位)。
行星直径:142984公里(赤道)
质量:1.900e27
木星是天空中第四亮的天体(仅次于太阳、月亮和金星；有时火星更亮)，木星早在史前时代就已经为人类所知。根据伽利略在1610年对木星的四颗卫星:木卫一、木卫二、木卫三和木卫四(现在常被称为伽利略的卫星)的观测，它们是第一次发现它们不围绕地球运行，也是赞同哥白尼关于行星运动的日心说的主要依据。
木星首先被先驱者1973拜访，后来被先驱者11、旅行者1、旅行者2和尤利西斯拜访。目前，伽利略飞船正在环绕木星运行，并将在未来两年内发回其相关数据。
气态行星没有固体表面，气态物质的密度只随着深度的增加而增加(我们从其表面相当于1个大气压的点计算其半径和直径)。我们平时看到的是大气中的云顶，气压略高于1大气压。
木星由90%的氢，10%的氦(原子序数比，75/25%质量比)和微量的甲烷、水、氨水和？石头？作文。这与形成整个太阳系的原始太阳星云的构成非常相似。土星有类似的成分，但是天王星和海王星有较少的氢和氦。
我们获得的有关木星内部结构(以及其他气态行星)的信息来自间接来源，并在很长一段时间内保持停滞状态。(伽利略号的木星大气数据只探测到云层下面150公里。)
木星可能有一个岩石内核，相当于10-15个地球的质量。
在内核上，大部分行星物质以液态金属氢的形式浓缩。木星上这些最常见的形式基础可能只存在于40亿巴的压力下，这是木星(和土星)内部的环境。液态金属氢由电离的质子和电子组成(类似于太阳内部，但温度低得多)。在木星内部的温度和压力下，氢是液态，而不是气态，这使它成为木星磁场的电子导向器和来源。这一层也可能含有一些氦和一点冰。
最外层主要由普通的氢、氦分子组成，内部为液态，外部为气化态。我们能看到的是这个深层的较高部分。水、二氧化碳、甲烷和其他简单气体分子在这里也很少。
氨冰、硫氢化铵和冰水的混合物被认为存在于三个明显的云层中。然而，伽利略证明的初步结果显示，这些物质在云中极其罕见(一个仪器似乎探测到了最外层，另一个可能同时探测到了第二个外层)。但这次证明的表面位置非常不寻常——基于地球的望远镜观测和伽利略航天器更近的观测表明，所选区域可能是当时木星表面最温暖和最少云的区域。
来自伽利略的大气数据也证明那里的水比预期的少得多。最初预计木星大气中的氧气含量是目前太阳的两倍(包括足够生成水的氢气)，但目前它的浓度实际上低于太阳。另一个令人惊讶的消息是外层大气的高温及其密度。
在木星和其他气态行星表面有高速的飓风，这些飓风被限制在一个狭窄的纬度范围内，风在近纬度吹向相反的方向。这些带中轻微的化学成分和温度变化创造了丰富多彩的地面带，主导了行星的外观。亮的表面区域称为带，暗的称为带。木星上的这些带已经为人所知很久了，但这些带边界的漩涡是由旅行者号飞船首次发现的。伽利略飞船发回的数据显示，表面风速比预期快得多(超过400英里/小时)，并延伸到可以观察到的根部，向内延伸了几个千千米。木星的大气层也被发现相当无序，这表明飓风大多是因为其内部的热量而快速移动，而不像地球那样只从太阳获得热量。
木星表面五颜六色的云可能是由化学成分及其在大气中的作用的细微差异造成的，可能混合了硫的混合物，产生了色彩斑斓的视觉效果，但具体细节仍不得而知。
颜色的变化与云的高度有关:最低点是蓝色，其次是棕色和白色，最高点是红色。我们只能透过上面云层的洞看到下面的云。
早在300年前，地球观测就发现了木星表面的大红斑(这一发现通常归功于卡西尼号，或17世纪的罗伯特·胡克)。大红斑是一个椭圆，长25000公里，跨度12000公里，可以容纳两个地球。其他更小的斑点已经出现了几十年。对红外线的观测和对其自转趋势的推断表明，大红斑是一个高压区，这里的云顶特别高，比周围冷。类似的情况也存在于土星和海王星上。尚不清楚为什么这种结构可以持续如此长的时间。
木星辐射的能量比它从太阳接收的能量多。木星内部非常热:核心温度可能高达20，000开尔文。这种热量输出是由开尔文-亥姆霍兹原理(行星的缓慢重力压缩)产生的。木星不像太阳那样通过核反应产生能量。它太小，内部温度不足以引起核反应。)这些内部热量可能极大地触发了木星液体层的对流，并造成了我们所看到的云顶的复杂运动过程。土星和海王星在这方面与木星相似，但奇怪的是，天王星不是。
木星符合气态行星所能达到的最大直径。如果成分再增加，就会被重力压缩，使得全局半径只增加一点点。一颗恒星只能因为内部热源(核能)而变大，但木星要想成为恒星，至少要大80倍。
木星有一个巨大的磁场，比地球磁场大得多。磁气圈向外延伸超过6.5e7(超过土星轨道！)。注意:木星的磁气圈不是球形的，它只是朝着太阳的方向延伸。这样，木星的卫星就一直处于木星的磁层中，由此产生的一些情况在木卫一上得到了部分解释。不幸的是，对于未来的太空行走者和致力于旅行者和伽利略设计的专家来说，木星磁场在附近环境中捕获的高能粒子将是一个很大的障碍。这种辐射类似于地球的电离层，但比它强得多。会立刻对没有保护的人类产生致命的影响。
伽利略号飞船对木星大气层的探测发现，在木星光环和最外层大气层之间还有一条强辐射带，大致是电离层辐射带的十倍。令人惊讶的是，新发现的带包含未知来源的高能氦离子。
木星有一个类似土星的光环，但它又小又弱。(对)他们的发现纯属意料之外，只是因为1号两位旅行者的科学家坚持航行了1亿公里，应该看看有没有光环。还有人认为找到光环的可能性为零，其实是存在的。这两位科学家想出了一个多么聪明的计划啊。后来他们被地面上的望远镜拍摄下来。
木星的光环比土星的暗(反照率为0.05)。它们是由许多粒状岩石物质组成的。
木星环中的粒子可能不会稳定存在(受大气和磁场的作用)。这样，如果环要保持形状，就需要不断地补充。在光环中运行的两颗小卫星:Io XVI和Io XVII，显然是光环资源的最佳候选。
1994年7月，苏梅克-列维9号彗星与木星相撞，这是一个惊人的现象。即使是业余望远镜也能清楚地观察到表面现象。将近一年后，哈勃望远镜可以观测到碰撞产生的碎片。
木星是天空中最亮的恒星(仅次于金星，但金星在夜空中往往是看不见的)。用双筒望远镜可以很容易地观察到四颗伽利略卫星；木星表面的光带和大红斑可以通过小型天文望远镜观察到。迈克·哈维的行星搜索图显示了火星和天空中其他行星的位置。越来越多的细节，越来越好的图表，会被辉煌银河等天文程序发现和完成。
液态星球
木星的内部结构与其他行星不同。它没有固体外壳，是稠密大气下的液态氢海洋。
用天文望远镜观察木星，突出的特点是它扁圆形的外观。它的赤道半径和极地半径相差近5000公里。木星的赤道半径为71400 km，是地球的11.2。
30次。它的体积是地球的1316倍。质量为1.9× 10g，是地球质量的317.90倍，比太阳系所有行星、卫星、小行星加起来还重1.5倍。木星
3的平均密度为1.33 g/cm，略大于水。这表明木星的大部分物质都在
2气态。木星两极的表面重力加速度为23.22m/s，赤道为27.07。
每秒2米。在木星表面，一个物体必须有61 km/s的速度才能离开木星。所以木星可以束缚大量气体，不让它们逃逸。
木星和其他行星一样，也是在椭圆轨道上绕太阳运行。轨道半长直径约为5.2天文距离单位(即距太阳平均距离约为7.78亿公里)，绕太阳一周为11.86年。虽然木星是太阳系中最大的，但它是太阳系中最快的行星，赤道部分自转9小时50分30秒。由于它的旋转速度很快，所以它的形状非常扁平，大气条纹沿着赤道延伸。
木星有一个稠密的大气层，主要由氢和氦组成，还有甲烷、氨、碳、氧和少量的铁和硫。通过天文望远镜，我们可以看到木星有一些平行于木星赤道的交替条纹。这些光带是木星快速自转产生的大气环流。它们有几千公里厚，所以我们看不到木星的表面。条纹中有时会出现寿命不同的亮点或暗点。在木星赤道以南，有一个大红斑，是法国天文学家卡西尼在1665年发现的，已经存在了300多年。大红斑呈蛋形，宽14000 km，长30000 km。它的宽度似乎保持不变，但它的长度却从发现之初的3万公里逐渐延伸到4万公里，现在又缩小到2万多公里。大红斑不仅大小变化，颜色也变化。有时丰富，有时暗淡。大红斑是一个含有红磷化合物的大气漩涡，逆时针旋转，温度似乎低于周围的木星大气。
对木星的辐射探测告诉我们，虽然木星不发光，但它的总辐射是太阳辐射的2.5倍。这说明木星不仅反射太阳的光和热，而且具有内部能量，其内核处于高温高压状态，但不足以产生热核反应。科学家认为，木星多余的能量是木星形成之初从原始星云聚集的热能。
为了探索太阳系外层空间的物理条件，截至目前，* * *已经发射了四艘飞船，分别是先锋10、先锋11、旅行者1和2。他们都肩负着美国国家航空航天局的重大科学考察项目。“先锋10”于1972年3月2日上午对行星际物质进行了考察。1973 12.3加入木星，在13万公里处飞过。探测到了木星的大质量磁层，研究了木星的大气层，发回了300多幅木星云层和木星卫星的彩色电视图像。先锋11于1973年4月6日发射，于1974年2月5日到达木星。最接近木星表面时，只有46000公里，是先锋10的近两倍。发回木星磁场、辐射带、重力、温度、大气结构和四颗大型卫星的信息，并根据地面指令调整航向，飞越木星南极，由于地面视角不合适，很难观测到。“先锋11”在完成任务后飞往土星。1977年8月20日和9月5日，美国发射了旅行者1和旅行者2号。这两个航天器在仪器设备上比先锋10和11更先进。旅行者1于1979年3月飞往木星，在三天内探测了木星、四颗伽利略卫星和木卫三，拍摄了数千张彩色照片，并进行了一系列科学调查。旅行者2号于1979年7月飞往木星，对木星进行了调查。离开木星后，这两个航天器将继续探索土星、天王星和海王星，然后飞出太阳系，在浩瀚的宇宙中寻找知音。
飞船发回的调查结果显示，木星有很强的磁场，其表面磁场强度为3 ~ 14高斯，比地球表面磁场强很多(地球表面磁场强度只有0.3 ~ 0.8高斯)。木星的磁场和地球一样，是偶极的，磁轴和自转轴之间有10 8 '的倾角。木星的正磁极不是指北极，而是指南极，这与地球上的情况正好相反。由于木星磁场和太阳风的相互作用，形成了木星的磁层。木星的磁层范围大，结构复杂，距离木星1.4万到700万公里之间的巨大空间就是木星的磁层；地球的磁层距离地球中心只有7 ~ 8公里以内。木星的四个大卫星都被木星的磁气圈屏蔽了太阳风。地球周围有一条辐射带，叫做范艾伦带，木星周围也有这样一条辐射带。旅行者1还发现木星背向太阳的一面有3万公里的北极光。1981年初，旅行者2号在已经脱离木星磁层飞向土星的情况下，再次受到木星磁场的影响。从这个角度来看，木星的磁尾至少有6000万公里长，已经到达土星轨道。
过去人们推测木星附近有尘埃层或尘埃环，但一直没有得到证实。1979年3月，航海家1拍摄了木星的光环。很快，“旅行者2号”获得了更多关于木星光环的信息，最终确认木星也有光环。木星的光环形状像一个薄圆盘，厚度约30公里，宽度约6500公里，距离木星1.28万公里。光环分为内环和外环。外环明亮，内环黑暗，几乎触及木星大气层。光环的光谱类型为G型，光环也是围绕木星旋转，每7小时转一圈。木星的光环由许多黑色的砾石块组成，其直径在几十米到几百米之间。因为黑色的石头不反射太阳光，所以很久都没有被我们发现。
木星有浓厚的大气层。大气的主要成分是氢，占80%以上，其次是氦，约占18%，其余为甲烷、氨、碳、氧和水蒸气，总含量不到1%。由于木星内部能量强大，赤道和两极温差不多，不超过3℃，所以木星上的南北风很小，以东西风为主，最大风速为130 ~ 150米/秒，木星的大气中充满了密集活跃的云系。各种颜色的云像波浪一样翻腾。在木星的大气中也观测到了闪电和雷暴。由于木星的快速自转，在其大气中可以观测到平行于赤道、明暗交替的条纹，其中亮条纹是向上移动的区域，暗条纹是更低更暗的云。
木星大红斑位于南纬23°，东西长4万公里，南北宽1.3万公里。探测器发现大红斑是一股猛烈上升的气流，呈深棕色。这个彩色的旋风逆时针旋转。大红斑的中心有一个小粒子，是大红斑的核心，大小约几百公里。这个原子核在围绕它的逆时针旋涡运动中保持不动。大红斑的寿命很长，可以持续几百年甚至更久。
因为木星到太阳的平均距离是7.78亿公里，所以木星的表面温度比地球低很多。以木星的太阳辐射计算，地表有效温度为-168℃，而对地观测值为-139℃，先锋11飞船的探测值为-150℃，均高于理论值，这也说明木星存在内部热源。
先锋号探测器对木星的调查结果显示，木星没有固体表面，11是一颗流体行星。主要是氢和氦。木星内部分为两层:木星内核和木星地幔。木星的内核位于木星的中心，主要由铁和硅组成。它是一个温度为30,000的固体内核，木星的地幔位于木星的核外，是一个以氢为主要元素的厚层，厚度约为7万公里。木帘外面是木星的大气层，然后延伸1000公里到云顶。
大红斑
木星表面的大部分特征都是突变的，但有些标记具有持续性和半持续性特征，其中最显著和持续的特征是大红斑。
大红斑是位于赤道南侧的红色椭圆形区域，长2万多公里，宽约1.1，000公里。从17世纪中期开始，人们开始断断续续地观测，1879之后开始连续记录，在1879 ~ 1882，1893 ~ 1894，6543中发现。特别是1911 ~ 1914，1919 ~ 1920，1926 ~ 1927。其他时候看起来比较暗淡，只是微微泛红，有时只有红斑的轮廓。
大红斑的结构是怎样的？为什么是红色的？怎么能坚持这么久？要了解这些问题，仅仅依靠地面观测确实是无能为力的。
1957年，第一颗人造卫星的发射，为人类进一步认识绚丽的宇宙竖起了天梯，开创了空间天文学的研究领域，让“取月九天”的梦想成为现实。
1973年2月3日，美国国家航空航天局发射的首个木星探测器“先锋10”抵达木星。一年后，它的姊妹飞船“先锋11”于1974年2月2日抵达。这两个探测器在探测外太阳系天体方面取得了非凡的成就。他们发回的彩色图像首次向我们展示了木星云系的复杂性，揭示了大红斑中的气体运动，并在木星全球云系的微妙结构中给了我们一个迷人的新概念。
继先锋号之后，美国国家航空航天局分别于1977年8月20日和9月5日发射了旅行者2号和旅行者1号。因为两个探测器在不同的轨道上飞行，
旅行者1于1979年3月5日首次抵达木星，同年7月9日旅行者2号相继抵达。他们拍摄了数千张精彩美丽的照片，积累了大量关于木星大气结构和动力学的信息。
根据科学家Raymond Hayd的理论，大红斑是由一些永久性特征(如其下方的一座山)引起的大气扰动。但“先锋”号发现木星表面是流体，完全排除了木星外层有固体结构表面的可能性，上述理论自然被丢弃。
“旅行者1”发回的照片清楚地显示，大红斑就像一个逆时针旋转的巨大漩涡，其浩瀚宽广足以容纳几个地球。从照片上也可以分辨出一些环状结构。经过仔细研究，科学家们认为木星表面覆盖着厚厚的云层，大红斑是由高高耸立在天空中并嵌入云层的强大旋风形成的，或者是由猛烈上升的气流形成的。
在木星上，有一些类似大红斑的特征。比如在大红斑的南部，有三个白色的椭圆形结构，最早出现在1938。另外，1972年，通过地面观测，木星北半球出现了一个小红点。当先锋10在18个月后到达木星时，发现其形状和大小与大红斑几乎相似。又过了一年，当先锋11经过木星时，已经没有了这块红斑的痕迹。好像这个红斑只存在了两年左右。
木星上的斑驳结构一般持续数月或数年，其* * *特征是北半球顺时针旋转，南半球逆时针旋转。气流从中心慢慢涌出，然后沉降在边缘，这样就形成了椭圆形。它们相当于地球上的风暴，但规模更大，持续时间更长。
多彩的伍德星云证明了木星的大气层有着非常活跃的化学反应。在探测器拍摄的照片中，可以看到木星大气层的云带图案。从南极到北极有17个云带。它们的颜色和亮度不同，可能由氨晶体组成。棕色云中的云更深，温度略高，所以大气向下流动；蓝色的部分明显是顶云的一个宽洞，透过这个洞可以看到晴朗的天空。蓝云的气温最高，红云的气温最低。根据判断，大红斑是一个非常冷的结构。令人费解的是，所有的云按照平衡态都应该是白色的，只有化学平衡被破坏才会出现不同的颜色。那么，是什么打破了化学平衡？科学家推测，可能是带电粒子、高能光子、闪电，或者是垂直方向上通过不同温度区域的快速物质运动。
此外，伍德星云的颜色也与木星大气的化学成分有关。从光谱分析证明木星的大气中含有氢、氦、氨、甲烷和水五种物质，也推测存在硫化氢。这些都是无色的。当云带出现颜色时，一定还有其他有色物质，如硫化铵、二硫化铵、各种有机化合物和复杂的无机聚合物。“旅行者1”曾经在木星云层上方发现闪电，这表明那里可能存在相当复杂的碳氢化合物分子。此外，在木星背面发现了3万公里的极光，证明了木星的大气层受到了很多高能粒子的攻击。
科学家认为，染色是一个微妙的过程，其中包含偏离平衡状态的信息和化学成分的示踪。推测云的颜色与高度的相关性可以反映化学反应的过程。例如，较高的区域接收更多的阳光和更多的带电粒子。有些地区闪电会比较多，有些地区垂直运动特别强，等等。
大红斑的橙红色一直让人们困惑。有人认为是大红斑上升气流形成的云放电现象。为此，美国马里兰大学一位名叫博南·贝洛迈的医生做了一个有趣的实验。他把木星大气中存在的一些气体放在一个烧瓶中，如甲烷、氨、氢气等。，并对这些气体施加电火花。结果他发现原本无色的气体变成了一团云，一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上。这个实验似乎为人们解开大红斑颜色之谜提供了一些有益的启示。相当多的天文学家认为磷化物可以解释大红斑的颜色。
自从卡西尼号发现大红斑以来，已经过去了300多年。为什么持续了这么久？有人认为木星浓密厚重的大气是大红斑长寿的主要原因，但这只是猜测。
木星上的大红斑和其他椭圆形结构的寿命主要包括两个问题:一个是这些斑点状结构必须稳定，否则只能存在几天；另一个是能源问题。如果没有能量维持稳定的漩涡，很快就会下沉。
天文学家提出了一系列关于能量的模型。“气旋”模型推断，像大红斑这样的椭圆形结构是巨大的对流槽，它从下面的冷凝气体中提取能量。“切变不稳定”模型认为它们从其中的区域流动中获取能量。还有一种模型假设它们从浮力驱动的较小涡流中获取能量。此外，假设大的椭圆形结构可以通过吸收小的涡流来获得能量。此外，还有孤波理论，等等，但都有争议。为了形成正确的理论模型，似乎有必要对“旅行者”号的数据进行进一步的分析和研究，最好再对木星的大气层进行一次深入的实地考察。
伽利略是世界上第一台天文望远镜的发明者，也是四颗木星卫星的发现者。1989年，美国国家航空航天局发射了以他的名字命名的木星探测器，计划在1995+2月飞往木星。据说它是有史以来发射的最复杂、最先进的行星探测器。
科学家们赋予了坎吉利洛探测器三项任务:(1)探测木星大气，包括化学成分、同位素比例以及木星大气垂直结构的轮廓；木星的大气温度和压力分布图；木星云层的位置和结构；大气辐射能的平衡；木星闪电的频率和特征。(2)木星的卫星情况，提供木星系统形成和演化的研究资料。(3)了解木星磁层结构的特征。
为了完成这些科学任务，伽利略探测器由木星轨道器和木星大气探测器组成。后者是为了深入调查木星的大气层而建立的。它将在到达木星前5小时与轨道器分离，然后在木星的巨大引力下，进入和退出木星赤道附近的大气层进行探测，调查一些表征大气性质的元素，如大气的温度、压力和大气结构。还会通过大气中的氨冰云、硫酸氢铵云、水冰云进入深层大气进行探测。受观测条件限制，它只能工作一个小时，获取数据并发送到环绕木星的轨道器，然后轨道器再转发回地球。
当子探测器正在调查木星的大气层时，轨道器测量了木星的磁层和四颗cangelillo卫星。
伽利略不负众望，圆满完成了各项任务，为揭示木星奥秘提供了第一手资料，为提高和深化人们对木星大红斑、大气、木星本体乃至整个木星系统的认识做出了历史性贡献。
备用“太阳”
木星只是一颗行星吗？为什么不能把它看作是未来的恒星，是朝着恒星方向发展的天体？读者可能会惊讶:这样问问题很可笑吗？上世纪80年代初，苏联科学家苏·契诃夫提出木星可能是一颗发展中恒星的新观点后，确实遭到了不少非议。但是，苏契科夫的观点不是“空中楼阁”，没有依据。他的主要观点是:木星正在进行热核反应，它有自己的热核能量，应该被归类为一个类星天体，可以自己发热发光。
真的是那样吗？
木星离太阳的距离比地球远得多，接收的太阳辐射也少得多，所以表面温度自然也低得多。根据计算结果，木星表面温度应为-168摄氏度。但地面观测到的温度是-139摄氏度，与计算值相差近30摄氏度，无论如何不可能是误差造成的。让探测器在木星附近测量应该更准确。先锋11在1974年2月飞经木星时，测得的木星表面温度为-148摄氏度，仍远高于理论值，表明木星有自己的内部热源。
木星的红外测量也反映了类似的情况。如果木星内部没有热源，它吸收的热量应该与支出保持平衡，地球和水星等行星就是这种情况。而木星的分支比进入的多，大约大1.5 ~ 2.0倍。这种超支的能量从何而来？显然只能靠自己内部的热源补贴。
木星是一个以氢为主要成分的天体，与我们的地球有很大不同，与太阳相似。木星和太阳的大气层都含有大约90%的氢和大约10%的氦，以及少量的其他气体。至于木星的内部结构，现在建立的模型认为它的表面并不是固体，整个星球处于流体状态。木星的中心部分很可能是一个固体核心，主要由铁和硅组成，那里的温度至少可以达到30000度。原子核外是两层氢，一层是液态金属氢状态，另一层是液态分子氢状态。这两层统称为木星地幔。再往上，氢以气态成为大气的主要成分。
具有这样结构的天体能否通过其中心的热核反应产生所需的能量？很多人觉得很可疑，甚至不可能。而且木星的质量也达不到太阳质量的0.07。
与太阳相比，木星真的有点“小巫见大巫”了。被称为其他行星“霸主”的木星，体积只有太阳的千分之一，质量只有太阳的1/1047，也就是太阳质量的0.001左右，中心温度只有太阳的百分之一。有人认为这并不妨碍木星内部热源的存在，因为它是在木星形成过程中产生和积累的。
前苏联学者苏·契诃夫的观点相当新颖。他认为木星内部正在进行热核反应，核心温度高得惊人，至少有28万度，而且会越来越热，释放出更多的能量。发布速度也会进一步加快。换句话说，木星越来越热，最终将成为名副其实的恒星。
中国学者刘津伊对行星感兴趣。