1、木星表面是什么样的？站在地球上看木星是一种怎样的体验？
你有没有想过站在木星表面是怎样的感觉？这是一个有趣的问题。木星几乎完全由氢和氦组成，除此之外还有一些其他的微量气体。木星没有坚固的表面。因此，如果你试图站立在这颗行星上，你会下沉并被行星内部的强大压力压碎。
图1 由美国宇航局的哈勃太空望远镜拍摄的木星图像 图源:wikipedia
当我们观察木星时，我们实际看到的是它大气层的最外层。木星上层大气由高达90%的氢，10%的氦和其他类似于氨的气体构成。我们能够看到的行星上的条纹和风暴都是在上层大气中产生的。我们看到的云层是由氨构成的，并且只向下延伸了大约50公里。像大红斑这样的大风暴就发生在这一层,尽管人们认为它们可能会将行星内部深处的物质上翻。
图2 航天飞机的主引擎用氢和氧燃烧，产生一种几乎看不见的火焰。图源：wikipedia
如果你能够站在木星表面，你就会体验到强引力。木星表面的引力是地球表面的2.5倍。如果你在地球表面重100磅，你就会在木星表面重250磅。当然，那里没有实际的表面，所以如果你试图站在这颗星球表面。你就会陷进去。
图3 引力作用在形成银河系的恒星上 图源：wikipedia
直至今日，我们已经为《宇宙》杂志多次供稿，这是一篇关于木星如何捕捉一颗彗星作为临时卫星的文章，木星有一个坚固的内核吗？
如果你想了解更多关于木星的信息，请查看Hubblesite发布的关于木星的新闻，这里有一个链接，链接到NASA关于木星的太阳系探索指南。
图4 在肯尼迪航天中心的车辆装配大楼和发射控制中心 图源：wikipedia
木星有着太阳系重最大的行星大气层，海拔超过5000公里(3000英里)。因为木星没有表面。它的大气底部通常被认为是大气压力等于100 卡帕 (1.0 巴)的点。
木星被认为是由一个由各种元素混合而成的致密内核、一个由液态金属氢和一些氦组成的外层以及一个主要由氢分子组成的外层组成。除了这个基本的轮廓外，还有相当大的不确定性。地核常被描述为岩石，但其具体成分尚不清楚，在这些深度的温度和压力下材料的特性也不清楚(见下文)。1997年，通过引力测量发现了地核的存在，表明地核的质量是地球的12到45倍，大约是木星总质量的4%到14%。行星形成模型表明，至少在木星的部分历史中，存在着一个核心。
图解: 这幅模型剖面图显示木星内部的构造，液态金属氢覆盖着内部深处的岩石核心
行星的形成需要岩石或冰核的形成，其质量足以从原太阳系星云中收集其大部分的氢和氦。假设它确实存在，它可能已经缩小了，因为热的液态金属氢的对流与熔化的内核混合，并把它的含量带到更高的水平，在行星内部。现在可能完全没有核心了，因为重力测量还不够精确，不能完全排除这种可能性。
层云
木星反旋转云带的运动。这个循环激励将行星的外部映射到一个圆柱投影上。
木星的南极图
图5 木星的南极图 图源:NASA
增强的木星南部风暴的彩色视图
木星总是被由氨晶体和可能的硫化氢铵组成的云所覆盖。这些云位于对流层顶，并被分布到不同纬度的带，以热带地区而著称。这些被细分为浅色区和深色带。这些相互冲突的环流模式的相互作用导致了风暴和湍流。100米/秒(360公里/小时)的风速在纬向急流中很常见。科学家们观察到，这些区域在宽度、颜色和强度上年年都在变化，但它们保持了足够的稳定性，因此便于科学家们对它们进行标识。
2、木星的体积有多大
木星（英语：Jupiter，拉丁语：Iovi，符号：♃）是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星，距离太阳第五远的行星。它的质量为太阳的千分之一，是太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。由于木星与土星、天王星、海王星皆为气体行星，因此四者又合称类木行星（木星和土星合称气态巨行星）。木星是一个气态巨行星，占所有太阳系行星质量的70%，主要由氢组成，占其总质量的75%，其次为氦，占总质量的25%，岩核则含有其他较重的元素。人类所看到的通常是大气中云层的顶端，压强比1个大气压略高。
木星由于自转快速（自转一周为10个小时）而呈现扁球体（赤道附近有略微但可见的凸起），号称“灵活的胖子”。外大气层明确依纬度分为多个带域，各带域相接的边际容易出现乱流和风暴，最显著的例子是大红斑。环绕着行星的是松弱的行星环系统和强大的磁层（木星磁场十分强大，其背对太阳一面的磁场甚至延伸至土星轨道）。目前，木星的周围发现了79颗卫星。 [1]
2018年2月，美国航空航天局（NASA）公布了由朱诺号卫星拍摄到的一组木星南极的图像，醒目的蓝色漩涡以华丽的图案扭曲变幻，创造了令人惊叹的奇观。
2018年，天文学家发现了12颗新的木星卫星 [2] ，使得这颗气态巨行星的已知卫星数量增加到79个。科学家在观测更遥远的柯伊伯带天体时拍摄到了它们。新增的两颗卫星被命名为“S/2016 J1”和“S/2017 J1”，分别距木星2100万公里和2400万公里。
中文名
木星
外文名
Jupiter
别称
岁星
分类
类木行星，气态巨行星，
质量
1.90×10²⁷kg（约含317.89 M⊕）
平均密度
1.326g/cm³
直径
142984 km
表面温度
平均-148℃，暗带比亮区高
逃逸速度
59.5km/s
反照率
0.343 (球面反照率)|0.52 (几何反照率)
视星等
-2.5~-1.4 [3]
自转周期
赤道9小时50分30秒，两极略长 [3]
半长轴
5.19天文单位
离心率
0.048775
公转周期
11.8618年
平近点角
18.818°
轨道倾角
1.30530°
升交点经度
100.55615°
偏心率
0.048912
远日点
5.458104AU(816,520,800km)
近日点
4.950429AU(740,573,600km)
平均公转速度
47051km/h
会合周期
398.88d
平均半径
71492公里
地心吸力
2.5g
极半径
66,854±10 km
扁率
0.06487±0.00015
表面积
6.1419×10^10km²（122×地球）
体积
1.4313×10^15km³（1316×地球）
表面重力
24.79m/s2
表面气压
20–200kPa
卫星数量
已知有79颗 [4]
大气成分
氢气、氦气、甲烷、氨、重氢、乙烷、水
目录
1 结构组成
▪ 组成成分
▪ 质量大小
▪ 内部结构
2 大气组成
▪ 云层
▪ 大红斑与涡旋
3 外围组成
▪ 行星系统
▪ 卫星家族
4 表面磁场
5 星体运动
6 探测历史
▪ 地面观测
▪ 先驱者号
▪ 旅行者号
▪ 伽利略号
▪ 朱诺号
▪ 相关研究
7 轶事典故
▪ 撞击事件
▪ 外星生命
▪ 神话传说
木星结构组成
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木星图像(32张)
木星是一个巨大的液态氢星体。随着深度的增加，在距离表面至少5000千米深处，液态氢在高压和高温环境下形成。据推测，木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区，物质组成与密度呈连续过渡。
木星是四个气体行星（又称类木行星）中的一个：即不以固体物质为主要组成的行星，它是太阳系中体积最大的行星，赤道直径为142984千米。木星的密度为1.326g/cm³，在气体行星中排行第二，但远低于太阳系中四个类地行星。
木星组成成分
木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88%～92%的氢和约8%～12%的氦所组成。由于氦原子的质量是氢原子的四倍，探讨木星的质量组成时比例会有所改变：大气层中氢和氦分别占了总质量的75%及24%，余的1%为其他气体物质，包括微量的甲烷、水蒸气、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢、硫等物质。大气最外层有冷冻的氨的晶体。木星上也透过红外线及紫外线测量发现微量苯和烃的存在。
木星大气层中氢和氦的比例非常接近原始太阳星云的理论组成，然而，木星大气中的惰性气体是太阳的二至三倍，高层大气中的氖只占了总质量的百万分之二十，约为太阳比例的十分之一，氦也几乎耗尽，但仍有太阳中氦的比例的80%。这个差距可能是由于元素降水至行星内部所造成。
由光谱学分析而言，土星被认为和木星的组成最为相似，但另外的气体行星、天王星与海王星相较之下所含氢和氦的比例较低，由于没有太空船实际深入大气层的分析，除了木星之外的行星仍没有重元素数量的精确数据。 [5]
木星质量大小
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木星图像(15张)
木星的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍，由于它的质量是如此巨大，因此太阳系的质心落在太阳的表面之外，距离太阳中心1.068太阳半径。虽然木星的直径是地球的11倍，非常巨大，但是它的密度很低，所以木星的体积是地球的1321倍，但质量只是地球的318倍。木星的半径是太阳半径的十分之一，质量只为太阳质量的千分之一，所以两者的密度是相似的。“木星质量”（MJ或MJup）通常被作为描述其它天体（特别是系外行星和棕矮星）的质量单位。因此，例如系外行星HD 209458 b的质量是0.69MJup，而仙女座κb的质量是12.8MJup。
理论模型显示如果木星的质量比现今更大，而不是318个地球质量，它将会继续收缩。质量上的些许改变，不会让木星的半径有明显的变化，大约要在500地球质量（1.6MJup）才会有明显的改变。尽管随着质量的增加，内部会因为压力的增加而缩小体积。结果是，木星被认为是一颗几乎达到了行星结构和演化史所能决定的最大半径。随着质量的增加，收缩的过程会继续下去，直到达到可察觉的恒星形成质量，大约是50MJup的高质量棕矮星。
然而，需要75倍的木星质量才能使氢稳定的融合成为一颗恒星。最小的红矮星，半径大约只是木星的30%。尽管如此，木星仍然散发出更多的能量。它接受来自太阳的能量，而内部产生的能量也几乎和接受自太阳的总能量相等。这些额外的热量是由开尔文-亥姆霍兹机制通过收缩产生的。这个过程造成木星每年缩小约2厘米。当木星形成的时候，它比我们观测到的要略大一点。 [5]
木星内部结构
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木星各类图片(22张)
木星有一个石质的内核，由铁和硅组成。 [3] 向外是由岩石与氢的混合颗粒物组成，无明确的边界，在向外被一层含有少量氦，主要是氢元素的液态金属氢包覆着。内核上则是大部分的行星物质集结地，以液态氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在，木星内部就是这种环境（土星也是）液态金属氢由离子化的质子与电子组成。在木星内部的温度压强下氢气是液态的，而非气态，这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源，木星的磁场强度大约10高斯，比地球大10倍。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰。木星还是天空中已知的最强的射电源之一。 [6]
木星内部的温度和压力，由于开尔文-亥姆霍兹机制稳定地朝向核心增加。在压力为10帕的“表面”，温度大约是340K（67℃；152℉）。在氢相变的区域——温度达到临界点——氢成为金属，相变温度是10000K（9700℃；17500℉），压力为200GPa。在核心边界的温度估计为36000K（35700℃；64300℉），同时内部的压力大约是3000～4500GPa。
3、木星到底有多大呢
木星直径142984公里，体积相当于1316个地球，质量相当于318个地球。
目前科学家已经发现木星有79个卫星，是太阳系中卫星数量第二多的行星。图中是木星和它的两颗卫星木卫一和木卫二。木星左下方的那颗呈亮黄色的的卫星是木卫一。
木卫一的直径是3642公里，是太阳系中第四大行星。木卫一的直径比月球还要大166公里。如果把木卫一和月球放到一起的话，它还大了一点点。但是在木星面前它实在是太渺小了。
木星的特点
木星是太阳系中离太阳第五远的行星，是太阳系中最大的行星因为它距离太阳有7.78亿公里，所以需要43分钟才能得到阳光。相比而言，太阳到达地球只需8分钟。
木星上的大气层情况这被称为气体巨星，它主要由氢和氦(太阳也是如此)构成。但是，海洋是由氢气构成的，而且可以导电；科学家们认为，在进入到大气层一半的地方，压力是如此之大，以致电子从氢原子中被挤出。木星在高速旋转的轨道上，具有很强的磁场。我们无法知道它是否和地球一样有固体核，或者它的核是否由超热、高密度液体组成。
4、木星比地球体积大1300多倍，在质量方面也差这么大么？
木星的体积是地球的1300多倍，质量也比地球大很多。但是木星的质量却不是地球的1300多倍，而是地球的318倍。这么看来木星的平均密度要比地球小很多啊！
图示：木星
从地球上望去，木星只是夜空中眨着眼睛的小行星。这是因为木星距离地球有6.3亿公里之遥。它可是太阳系中最大的行星。木星有多大呢？木星的平均直径是139822公里，大约14万公里。木星的质量是1.898×10^27千克。看到这些天文数字，我们往往是一脸懵逼，对木星的大小毫无概念。
图示：木星和地球
因此，为了更好地理解木星的大小，我们常常会木星和地球做一下比较。虽然地球也是大得让我们难以理解。但是同样是行星级别的木星和地球相比较，会给我们强烈直观的认识。那么木星和地球比较会怎样呢？
首先，木星和地球体积上的比较。地球的直径是12756公里。木星的直径是139822公里。所以，木星的直径大约是地球的11倍。它们两个放在一起就像下面图示的那样。
图示：木星和地球比较
按照木星直径和地球直径之间11倍的倍数关系，我们还可以这样理解：如果地球是一枚直径约2厘米的1毛钱兰花硬币，那么木星就像是一个直径22厘米的大盘子。
图示：地球是一毛钱硬币，木星就是一个大盘子
此外，地球在木星面前就像是小孩子玩耍的玻璃弹珠放在了篮球面前。
图示：木星和地球如同篮球和玻璃弹珠
这是单纯它们两个的直径大小上比较的。木星和地球都是近似球体的天体。我们利用球体的体积公式就可以得出它们之间的体积倍数关系。木星的体积是地球的1300多倍。
当看到木星的体积是地球1300多倍的时候，很多朋友会表示质疑，“地球在木星面前犹如玻璃弹珠在篮球面前，那么我敢打赌1个篮球绝对放不进1300多个直径2厘米的玻璃弹珠。”事实的确是这样的。1个篮球是不可能放进1300多个玻璃弹珠的。原因很简单，玻璃弹珠堆放在一起的时候，弹珠和弹珠之间是存着空隙的，这些空隙占据了相当大一部分的体积的。因此，一个体积是玻璃弹珠1300倍的篮球是不可能放进1300个玻璃弹珠的。但是一个篮球的体积却等于1300个玻璃弹珠的体积之和。
图示：木星的体积是地球的1300多倍
同样的道理，说木星的体积是地球的1300多倍，并不是说木星能够装得下1300多个地球，而是1300多个地球的体积之和等于木星的体积。
其次，木星和地球的质量比较。早在200多年以前，科学家就已经“秤”出了地球的质量。现在科学测得的地球的质量是5.965×10^24千克。很显然，木星的质量大约是地球的318倍。1公斤和318公斤的差距，这个很好理解吧！
图示：太阳系八大行星
木星的体积是地球的1300多倍，而质量却只有地球的318倍。看来木星是有些虚胖啊！木星的平均密度很小，只有1.326克/立方厘米。而地球的平均密度却是5.507克/立方厘米。地球的平均密度是太阳系八大行星中最大的。它的密度是木星的4倍多。
图示：木星的内部结构
这是因为木星是一颗气态巨行星。它的主要成分是氢和氦。因此它的平均密度要远远低于太阳系中的类地行星（地球、水星、金星和火星）。在太阳系中平均密度最小的行星是土星。它也是一颗气态巨行星。土星的体积是地球的745倍，质量大约是地球的95倍。它的平均密度只有0.687克/立方厘米。土星的平均密度比水的密度小。所以，如果把土星放到一个足够大的海洋上，它会漂浮在海面上。
图示：土星和木星”
因为木星是一颗气态巨行星，它的平均密度要远小于地球的平均密度，所以木星的体积是地球的1300多倍，质量却只有318倍。但即便是这样，木星也是太阳系中仅次于太阳的第二大天体。木星的质量是太阳系中其它八大行星质量总和的2.5倍！
不管从体积上还是质量上看，在地球面前木星都是一个巨无霸般的存在。
5、木星是气态行星，它有实体表面吗？你怎么看？
木星是气态行星，它有实体表面吗？木星是太阳系中最大的行星。木星是有实体表面的。
图示：木星的表面
木星的表面是什么样子的呢？木星的表面有一道道呈东西走向、颜色由红、褐、白等五彩缤纷的条纹图案，这些“条纹图案”是木星大气层中的湍急的气流带。此外，木星的表面还有一个特征性的标志——大红斑风暴。木星是气态巨行星并不是说它没有实体的表面，而指的是“它不是以岩石或其它固体为主要成分的大行星。”
图示：木星表面湍急的气流
木星主要由气体和液体物质构成。其中在木星的大气层中，大约75%的质量是氢气，24%的质量是氦气，剩余的1%是其它元素。在木星的内部，氢元素的质量大约占到了71%，氦元素的质量大约占到了24%，其它元素占了5%。
木星也有实体的表面，那么木星的“表面”和地球的表面有什么不同之处呢？它又在哪里呢？
图示：木星的内部结构
我们通常把位于地球大气层最底层的陆地和海洋表面称为地球的表面。这样地球的“表面”和地球的大气层之间是有明显的界限的。由于木星是气态巨行星，它的大气层底部没有地球那样的明显界面。研究木星的科学家把木星大气压力为1巴自处作为木星的“表面”。1巴的压力约等于1个标准地球大气压。从这里向上5000公里就是木星大气层的上界了。很显然，木星的表面是人为定义的。
假如我们来到这个被定义的木星“表面”时会有怎样的感觉呢？很显然，我们这里依旧像是悬在空中一样，没有落脚之处。
图示：木星的表面依旧在空中
从木星的“表面”在向下90公里，气压就会增加到10个地球标准大气压。科学家认为这里就是木星大气层对流层的最底部了。对流层的最底部就是大气层的最底部。从此处再往下大约1000公里，随着压力的不断增加，木星上的氢气和氦气逐渐被压缩成了液体。也就是说，从木星大气层最上界向下大约6000公里，木星上的物质开始变成了液体。但是这里的气体物质和液体物质的界限同样是模糊不清的。它不像地球上的海面那样的明显。
图示：木星的内部
从木星的液体部分继续下潜大约8000公里就进入到了木星的固体氢部分。木星的固体氢部分厚度可能有44000公里。它和木星上的液体部分同样也是没有明显的分界线的。
因此，木星有实体表面，但是它的表面不像地球的表面那么显而易见。
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