木星

木星

太陽系體積最大的行星
木星,為太陽系八大行星之一,距太陽(由近及遠)順序為第五,亦為太陽系體積最大、自轉最快的行星。古代中國稱之歲星,取其繞行天球一周為12年,與地支相同之故。西方語言一般稱之朱比特(拉丁語:Jupiter),源自羅馬神話中的衆神之王、相當于希臘神話中的宙斯。從地球觀察時,木星可達視星等-2.94,是平均而言夜空中第三亮的天體,僅次月亮和金星。2012年02月23日,科學家稱發現木星2顆新衛星,累計衛星達68顆,木星主要由氫和氦組成,中心溫度估計高達30,500℃。2016年3月8日,木星将上演沖日表演,木星沖日是指地球、木星在各自軌道上運行時與太陽重逢在一條直線上,也就是木星與太陽黃經相差180度的現象,天文學上稱為“沖日”。每過399天左右,就會發生一次木星沖日。沖日前後,木星距離地球最近,也最明亮,是觀測和拍攝的最佳時機。2016年3月31日,太陽系行星木星遭到不明物體碰撞,此事件在天文學界引起了熱議。
    中文名:木星 分類:行星 發現者:伽利略 質量:1.8986×1027 kg 平均密度:1.326 g/cm³ 直徑:142984 逃逸速度:60.2 視星等:-2.9 自轉周期:9.925 距地距離:6.3×10^8—9.3×10^8 半長軸:5.20336301AU 離心率:4.839% 公轉周期:11.86年 軌道傾角:1.30530度 升交點經度:100.55615度 英文名:Jupiter 體積:1.43128×1015 km³ 表面平均溫度:-168 偏心率:0.048912 拼音:mù xīng 注音:ㄇㄨˋ ㄒㄧㄥ

概述

木星是太陽系八大行星中體積最大、自轉最快的行星,從内向外的第五顆行星。木星是四個氣體行星(又稱類木行星)中的一個,即不以固體物質為主要組成的行星。它是一個巨大的液态氫星體,密度為1.326 g/cm³,在氣體行星中排行第二,但遠低于太陽系中四個類地行星。據推測,木星的中心是一個由矽酸鹽和鐵等物質組成的核區,物質組成與密度呈連續過渡。

木星的大氣層被分為四個層次:對流層、平流層、增溫層和散逸層。不同于地球的大氣層,木星沒有中氣層,沒有固體的表面,大氣最底層的對流層,平穩地轉換進入行星的流體内部。這是溫度和壓力在氫和氦的臨界點之上造成的結果,意味着氣體和液體的相位之間沒有明确的界限存在。

木星的高層大氣是由體積或氣體分子約88%到92%的氫和約8%到12%的氦所組成。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫、硫等物質,大氣最外層有冷凍的氨的晶體。透過紅外線及紫外線測量,木星上也發現了微量苯和烴的存在。木星大氣層中氫和氦的比例非常接近原始太陽星雲的理論組成。然而,氧、氮、硫和惰性氣體的豐度大約是太陽的三倍,高層大氣中的氖隻占了總質量的百萬分之二十,約為太陽比例的十分之一,氦也幾乎耗盡,但仍有太陽中氦比例的80%。

發現曆史

木星是天空中第四亮的物體,早在史前木星就已被人類所知曉。根據伽利略1610年對木星四顆衛星:木衛一,木衛二,木衛三和木衛四(現常被稱作伽利略衛星)的觀察,它們是不以地球為中心運轉的第一個發現,也是贊同哥白尼的日心說的有關行星運動的主要依據.許多年來人們一直認為木衛三是1609年由伽利略通過他自制的望遠鏡發現的,連同木衛一、木衛二、木衛四被稱為伽利略衛星。

其實木衛三是中國戰國時代的天文學家甘德發現的,他著有《歲星經》和《天文星占》兩書,可惜均以失傳。唐朝天文學家瞿昙悉達編著的《開元占經》第二十三卷中有這樣的記載“甘氏曰:單阏之歲,攝提格在卯,歲星在子,與須女、虛、危晨出夕入,其狀甚大有光,若有小赤星附于其側,是謂同盟”。

甘德早在公元前346年發現了木衛三,比伽利略早了将近2000年。

在以後的幾個世紀中(至1950年代),人們又接連發現了12顆較大的衛星,使木星衛星的總數達到了16顆。直至1979年美國旅行者一号及1995年伽利略号等飛臨木星系的時候,又發現了許多更細小的、離木星更遠的天然衛星,使人類所知的木星系衛星總數達到66個,成為太陽系擁有最多天然衛星的行星,這數字還很有可能繼續增加。

物理特征

氣态行星

氣态行星沒有實體表面,它們的氣态物質密度隻是由深度的變大而不斷加大(我們從它們表面相當于1個大氣壓處開始算它們的半徑和直徑)。我們所看到的通常是大氣中雲層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。

木星由90%的氫和10%的氦(原子數之比,75/25%的質量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。木星的大氣層很濃厚,厚度達3000千米,在大氣層之下有一層厚達27000公裡的液态氫層,再下面是金屬氫,這與形成整個太陽系的原始的太陽系星雲的組成十分相似。土星有一個類似的組成,也是一層濃密的大氣層,大氣層下有一層厚達26000公裡的液态氫層,再下面也是金屬氫。但天王星與海王星的組成中,氫和氦的量就少一些了。

我們得到的有關木星内部結構的資料(及其他氣态行星)來源很不直接,并有了很長時間的停滞。(來自伽利略号的木星大氣數據隻探測到了雲層下150千米處)

石質内核

木星可能有一個石質的内核,相當于10-15個地球的質量。内核上則是大部分的行星物質集結地,以液态氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎可能隻在40億帕壓強下才存在,木星内部就是這種環境(土星也是)。液态金屬氫由離子化的質子與電子組成(類似于太陽的内部,不過溫度低多了)。在木星内部的溫度壓強下,氫氣是液态的,而非氣态,這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源,木星的磁場強度大約10高斯,比地球大10倍。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的冰。木星還是天空中已知的最強的射電源之一。

最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成,它們在内部是液體,而在較外部則氣體化了,我們所能看到的就是這深邃的一層的較高處。水、二氧化碳、甲烷及其他一些簡單氣體分子在此處也有一點兒。

雲層的三個明顯分層中被認為存在着氨冰,铵水硫化物和冰水混合物。然而,來自伽利略号的證明的初步結果表明雲層中這些物質極其稀少(一個儀器看來已檢測了最外層,另一個同時可能已檢測了第二外層)。但這次證明的地表位置十分不同尋常--基于地球的望遠鏡觀察及更多的來自伽利略号軌道飛船的觀察提示這次證明所選的區域很可能是那時候木星表面最溫暖又是雲層最少的地區。

來自伽利略号的大氣層數據同樣證明那裡的水比預計的少得多,原先預計木星大氣所包含的氧是目前太陽的兩倍(算上充足的氫來生成水),但目前實際集中的比太陽要少。另外一個驚人的消息是大氣外層的高溫和它的密度。

高速飓風

木星和其他氣态行星表面有高速飓風,風速達每小時400千米,并被限制在狹小的緯度範圍内,在接近緯度的風吹的方向又與其相反。這些帶中輕微的化學成分與溫度變化造成了多彩的地表帶,支配着行星的外貌。光亮的表面帶被稱作區(zones),暗的叫作帶(belts)。這些木星上的帶子很早就被人們知道了,但帶子邊界地帶的漩渦則由旅行者号飛船第一次發現。伽利略号飛船發回的數據表明表面風速比預料的快得多(大于400英裡每小時),并延伸到根所能觀察到的一樣深的地方,大約向内延伸有數千千米。木星的大氣層也被發現相當紊亂,這表明由于它内部的熱量使得飓風在大部分急速運動,不像地球隻從太陽處獲取熱量。

木星表面雲層的多彩可能是由大氣中化學成分的微妙差異及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤紛的視覺效果,但是其詳情仍無法知曉。

色彩的變化與雲層的高度有關:最低處為藍色,跟着是棕色與白色,最高處為紅色。我們通過高處雲層的洞才能看到低處的雲層。

木星表面的大紅斑早在300年前就被地球上的觀察所知曉(這個發現常歸功于卡西尼,或是17世紀的Robert Hooke)。大紅斑是個長25000千米,跨度12000千米的橢圓,足以容納兩個地球。其他較小一些的斑點也已被看到了數十年了。紅外線的觀察加上對它自轉趨勢的推導顯示大紅斑是一個高壓區,那裡的雲層頂端比周圍地區特别高,也特别冷。類似的情況在土星和海王星上也有。目前還不清楚為什麼這類結構能持續那麼長的一段時間。

内核高熱

木星向外輻射能量,比起從太陽處收到的來說要多。木星内部很熱:内核處可能高達20000℃。該熱量的産量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的(行星的慢速重力壓縮)。(木星并不是像太陽那樣由核反應産生能量,它太小因而内部溫度不夠引起核反應的條件。)這些内部産生的熱量可能很大地引發了木星液體層的對流,并引起了我們所見到的雲頂的複雜移動過程。土星與海王星在這方面與木星類似,奇怪的是,天王星則不。

木星與氣态行星所能達到的最大直徑一緻。如果組成又有所增加,它将因重力而被壓縮,使得全球半徑隻稍微增加一點兒。一顆恒星變大隻能是因為内部的熱源(核能)關系,但木星要變成恒星的話,質量起碼要再變大80倍。

較強磁場

宇宙飛船發回的考察結果表明,木星有較強的磁場,表面磁場強度達3-14高斯,比地球表面磁場強得多(地球表面磁場強度隻有0.3-0.8高斯)。木星磁場和地球的一樣,是偶極的,磁軸和自轉軸之間有10°8′的傾角。木星的正磁極指的不是北極,而是南極,這與地球的情況正好相反。由于木星磁場與太陽風的相互作用,形成了木星磁層。木星磁層的範圍大而且結構複雜,在距離木星140萬-700萬公裡之間的巨大空間都是木星的磁層;而地球的磁層隻在距地心5~7萬公裡的範圍内。木星的四個大衛星都被木星的磁層所屏蔽,使之免遭太陽風的襲擊。地球周圍有條稱為範艾倫帶的輻射帶,木星周圍也有這樣的輻射帶。美國的“旅行者1号”還發現木星背向太陽的一面有3萬公裡長的北極光。1981年初,當“旅行者2号”早已離開木星磁層飛奔土星的途中,曾再次受到木星磁場的影響。由此看來,木星磁尾至少拖長到6000萬公裡,已達到土星的軌道上。

厚密大氣層

木星有一層厚而濃密的大氣層,大氣的主要成分是氫,占80%以上,其次是氦,約占18%,其餘還有甲烷、氨、碳、氧和水汽等,總含量不足1%。由于木星有較強的内部能源,緻使其赤道與兩極溫差不大,不超過3℃,因此木星上南北風很小,主要是東西風,最大風速達130~150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的雲系。各種顔色的雲層像波浪一樣在激烈翻騰着。在木星大氣中還觀測到有閃電和雷暴。由于木星的快速自轉,因此能在它的大氣中觀測到與赤道平行的、明暗交替的帶紋,其中的亮帶是向上運動的區域,暗紋則是較低和較暗的雲。

木星的大紅斑位于南緯23°處,東西長4萬公裡,南北寬1.3萬公裡。探測器發現,大紅斑是一團激烈上升的氣流,呈深褐色。這個彩色的氣旋以逆時針方向轉動。在大紅斑中心部分有個小顆粒,是大紅斑的核,其大小約幾百公裡。這個核在周圍的反時針漩渦運動中維持不動。大紅斑的壽命很長,可維持幾百年或更長久。

由于木星離太陽平均距離為7.78億公裡,因此木星的表面溫度比地球表面溫度低得多。從木星接受太陽輻射計算,其表面有效溫度值為-168℃,而地球觀測值為-139℃,“先驅者11号”宇宙飛船的探測值為-148℃,仍比計算值高,這也說明木星有内部熱源。

“先驅者号”探測器對木星考察的結果表明,木星沒有固體表面,木星是一個流體行星。主要是氫和氦。木星的内部分為木星核和木星幔兩層,木星核位于木星中心,主要由鐵和矽構成,是固體核,溫度達3萬K。木星幔位于木星核外,以氫為主要元素組成的厚層,其厚度約為7萬公裡。木幔外就是木星大氣,再向外延伸1000公裡,就到雲頂。

大紅斑特征

木星表面的大多數特征變化倏忽,但也有些标記具有持久和半持久的特征,其中最顯著最持久,也是人們最熟悉的特征要算大紅斑了。

大紅斑是位于赤道南側、長達2萬多公裡、寬約1.1萬公裡的一個紅色卵形區域。從17世紀中葉,人們就開始對它進行時斷時續的觀測,1879年以後,開始對它進行連連續的記錄,并發現它在1879~1882年,1893~1894年,1903~1907年,1911~1914年,1919~1920年,1926~1927年,特别是在1936~1937年,1961~1968年,以及1973~1974年這些年代中,變得顯眼和色彩豔麗。在其他時間,顯得暗淡,隻略微帶紅,有時隻有紅斑的輪廓。

大紅斑是個什麼結構?為什麼是紅色的?如何能持續這麼長的時間?要了解這些問題,僅憑地面觀測實在是無能為力的。

按照科學家雷蒙·哈依德的理論,大紅斑是位于其下面的某種像山一類的永久特征所造成的大氣擾動。但是“先驅者”發現木星表面是流體,完全排除了木星外層具有固态結構表面的可能性,上述理論也就是自然被抛棄了。

“旅行者1号”發回的照片使人清晰地看到,大紅斑宛如一個以逆時針方向旋轉的巨大漩渦,其浩瀚寬闊足以容納好幾個地球。從照片上還可以分辨出一些環狀結構。仔細研究後,科學家們認為,在木星的表面覆蓋着厚厚的雲層,大紅斑是聳立于高空、嵌在雲層中的強大旋風,或是一團激烈上升的氣流所形成的。

在木星上,類似大紅斑的特征還有一些。譬如,在大紅斑的偏南處,有3個白色卵形結構,它們首次出現于1938年。另外,1972年,地面觀測發現木星的北半球上出現一個小紅斑,18個月以後“先驅者10号”到達木星時,發現其形狀和大小幾乎同大紅斑相似。再過一年,“先驅者11号”經過木星時,這個紅斑竟蹤迹皆無,看來這個紅斑隻存在了兩年左右。

木星上的斑狀結構一般持續幾個月或幾年,它們的共同特點是在北半球作順時針方向旋轉,在南半球作逆時針旋轉。氣流從中心緩慢地湧出,然後在邊緣沉降,遂形成橢圓形狀。它們相當于地球上的風暴,不過規模要大得多,持續時間也長得多。

木星雲的絢麗多彩,證明木星大氣有着十分活躍的化學反應。在探測器拍攝的照片上,可以看到木星大氣明暗交錯的雲帶圖形。從南極區到北極區依稀可辨17個雲區或雲帶。它們的顔色、亮度均不相同,也許是氨晶體所組成;褐色雲帶的雲層要深些,溫度稍高,因而大氣向下流動;藍色部分則顯然是頂端雲層中的寬洞,通過這些空隙,方可看到晴朗的天空。藍雲的溫度最高,紅雲的溫度最低。據判斷,大紅斑是一個很冷的結構。令人不解的是,如果按平衡狀态而言,所有的雲彩都應該是白色的,隻有當化學平衡被破壞後,才會出現不同的顔色。那麼,是什麼破壞了化學平衡呢?科學家們推測,可能是荷電粒子、高能光子、閃電,或是沿垂直方向穿過不同溫度區域的快速物質運動。

大紅斑的橙紅色一直使人困惑不解。有人認為是大紅斑中上升氣流形成的雲中放電現象。為此,美國馬裡蘭大學的一位名叫波南貝羅麥的博士做了一個有趣的實驗。他在一隻長頸瓶中放上木星大氣中存在的一些氣體,如甲烷、氨、氫等,對這些氣體施加電火花作用,結果發現原先無色的氣體變成雲狀物,一種淡紅色的物質沉澱在瓶壁上。這個實驗為人們解開大紅斑顔色之謎似乎提供了某種有益的啟示。相當一部分天文學家認為,磷化物可以說明大紅斑的顔色。

自從卡西尼發現大紅斑以來,已有300多年了,它為什麼能持續如此長的時間呢?有人認為木星的大氣又密又厚是大紅斑長壽的主要原因,但這隻是一種猜測。

大紅斑和木星上其他卵形結構的長壽,主要包含兩個問題:一個是這些斑狀結構必須是穩定的,不然它們隻能存在幾天;另一個就是能源問題,一個穩定渦流如果沒有能源維持,很快就會下沉。

木星大紅斑每小時時速可達400千米,而地球上的龍卷風最高時速連它的3/4都達不到,而且持續時間與木星大紅斑大小都比地球龍卷風長和大。至于這是為什麼至今仍是個迷。

光環

光環系統是太陽系巨行星的一個共同特征,主要由細小的石塊和雪團等物質組成。和絢爛多姿的土星光環相比,木星的光環則顯得黯淡了很多,但也可以分成四圈。木星的光環很難觀測到,人類直到1979年旅行者一号飛臨木星系的時候才發現木星環的存在。

木星環約有6,500千米寬,但厚度不到10千米。由大量塵埃和黑色碎石組成。以7小時一個周期圍繞木星旋轉。跟地球一樣,木星的兩極也有極光,這有認為是從木衛一上火山噴發出的物質沿着木星的磁場線進入木星大氣而形成的。

能量

木星向外輻射能量,比起從太陽處收到的來說要多。木星内部很熱:内核處可能高達20,000開。該熱量的産量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的(行星的慢速重力壓縮)。(木星并不是像太陽那樣由核反應産生能量,它太小因而内部溫度不夠引起核反應的條件。)這些内部産生的熱量可能很大地引發了木星液體層的對流,并引起了我們所見到的雲頂的複雜移動過程。土星與海王星在這方面與木星類似,奇怪的是,天王星則不。木星與氣态行星所能達到的最大直徑一緻。如果組成又有所增加,它将因重力而被壓縮,使得全球半徑隻稍微增加一點兒。一顆恒星變大隻能是因為内部的熱源(核能)關系,但木星要變成恒星的話,質量起碼要再變大80倍。

探索

為了探測太陽系外圍空間的物理情況,人類發射了4艘宇宙飛船,即“先驅者”10号、11号,“旅行者”1号和2号。它們都肩負着美國宇航局的重大科學考察項目。

“先驅者10号”于1972年3月2日上午,一路上考察了行星際物質;1973年12月3日與木星會合,在離木星13萬公裡處飛掠而過,探測到木星規模宏大的磁層,研究了木星大氣,送回300多幅木星雲層和木星衛星的彩色電視圖像。

“先驅者11号”飛船于1973年4月6日發射,1974年12月5日到達木星。它離木星表面最近時隻有4.6萬公裡,比“先驅者10号”近兩倍。送回有關木星磁場、輻射帶、重力、溫度、大氣結構以及4個大衛星的情況,并按地面指令調整航向,飛越在地面因視角不合适而難于觀測的木星南極地帶。“先驅者11号”在完成任務後,向着土星飛去。1977年8月20日和9月5日,美國又相繼發射了“旅行者1号”和“旅行者2号”飛船。這兩艘飛船在儀器設備方面比“先驅者”10号和11号先進。

“旅行者1号”于1979年3月飛臨木星,在3天之内探測了木星和4個伽利略衛星,以及木衛五,拍攝了數以千計的彩色照片,并進行了一系列科學考察。“旅行者2号”于1979年7月飛臨木星,對木星進行了考察。兩艘飛船在離開木星後,還要繼續探測土星、天王星和海王星,然後飛出太陽系,到茫茫的宇宙中去尋找知音。伽利略是世界第一架天文望遠鏡的發明者和4顆木星衛星的發現者。

1989年,美國宇航局發射了以他的名字命名的一個木星探測器,預定在1995年12月飛抵木星。據說,它是迄今發射的最複雜、最先進的行星探測器。科學家賦予“伽利略”探測器三項使命:(1)探測木星大氣層,包括化學組成、同位素比例、木星大氣層垂直結構的輪廓圖;木星大氣層溫度、壓力輪廓圖;木星雲層的位置和結構;大氣輻射能的平衡;木星閃電的出現頻率及其特征等資料。(2)木星的衛星情況,提供木星系形成與演化的研究資料。(3)了解木星磁層結構的特征。

傳說

木星在星盤中屬于“非個人行星”,它是神話體系中的主神“宙斯”,大約十二年繞行黃道宮一周,每一年行一宮。木星是顆女性的、陰性的星,代表健康、休閑時光、大型企業、高等心智、樂觀、身高、生長、道德、繁榮與放縱。它的本質是陽性的、溫暖的,但帶有一些潮濕。其性質是兩性的,即幹燥又潮濕。表示仁愛與保護的驅力。在人物方面則代表男性的、中青年期的。

木星的圖騰符号象征是擴張翅膀的老鷹,或表示宙斯神希臘名字Zeus的第一個字母。火星的外圍就是木星,屬于木星的字訣是“擴張”。

它的影響範圍包括:個人的直覺、理解的事物、思想和意識發展的保護者,成功、榮耀、長途旅行、法律事件、監護、天父身份、友誼、尊嚴、保護、宗教溯源。易變的木星,支配着高等教育、哲學推理、抱負、理想、夢想。木星在星盤中的宮位,是你好運和機會的所在,和能安度休閑時光的領域。

木星對身體也有相對感應的部位,如動脈血液循環、肝髒、臀部、大腿、足部、右耳、上前額、肝、脂肪的組織、胰髒。所代表的疾病如血液毛病、肝髒的麻煩、牙齒的困擾、肋膜炎、脂肪的變質、糖尿病、中風、高血壓、心髒的疾病。

木星正面的特征有:仁心的、有禮的、愉快的、受歡迎的、行政的、堅忍的、聰明的、公正的、有同情心的、敬畏上帝的。

而負面的特征如:揮霍無度的、浪費的、自大的、狂熱的、自我放縱的、僞善的、無決斷力的、懶惰的。

古人把木星稱為“太歲”(或歲星一周天(實際是11.86年),并劃分周天為十二次,木星每年行經一次,都有特定的名稱,說太歲某一年在某一方,這一方就不能動土搞建築,否則觸犯了太歲,就會招來災禍。後來,人們把别人侵犯自己怒斥為“太歲頭上動土”,以顯示自己的威風。

這一說法早在宋朝就已有之。元末明初施耐庵《水浒傳》第二回就曾提到過:朱武和陳達、楊春在少華山落草之後,為了打劫錢糧供山寨使用,預備與官軍對敵。朱、楊要打蒲城縣,陳達不聽朱、楊的勸告,堅持要從史進所住的史家村借條路去打華陰縣。路經史家村時,史進召集衆莊客截住道路,對陳達喝道:“你也須有耳朵,好大膽,直來太歲頭上動土。”敢這樣說的當然就是有來頭的人,書中所講的陳達的确不是史進的對手,結果被史進擒獲。

曆史記載

《史記·天官書》

察日、月之行以揆歲星順逆。曰東方木,主春,日甲乙。義失者,罰出歲星。歲星赢縮,以其舍命國。所在國不可伐,可以罰人。其趨舍而前曰赢,退舍曰縮。赢,其國有兵

不複;縮,其國有憂,将亡,國傾敗。其所在,五星皆從而聚于一舍,其下之國可以義緻天下。

以攝提格歲:歲陰左行在寅,歲星右轉居醜。正月,與鬥、牽牛晨出東方,名曰監德。色蒼蒼有光。其失次,有應見柳。歲早,水;晚,旱。

歲星出,東行十二度,百日而止,反逆行;逆行八度,百日,複東行。歲行三十度十六分度之七,率日行十二分度之一,十二歲而周天。出常東方,以晨;入于西方,用昏。

單阏歲:歲陰在卯,星居子。以二月與婺女、虛、危晨出,曰降入。大有光。其失次,有應見張。其歲大水。

執徐歲:歲陰在辰,星居亥。以三月與營室、東壁晨出,曰青章。青青甚章。其失次;有應見轸。歲早,旱;晚,水。

大荒駱歲:歲陰在巳,星居戌。以四月與奎、婁晨出,曰跰踵。熊熊赤色,有光。其失次,有應見亢。

敦牂歲:歲陰在午,星居酉。以五月與胃、昴、畢晨出,曰開明。炎炎有光。偃兵;唯利公王,不利治兵。其失次,有應見房。歲早,旱;晚,水。

葉洽歲:歲陰在未,星居申。以六月與觜觿、參晨出,曰長列。昭昭有光。利行兵。其失次,有應見箕。

涒灘歲:歲陰在申,星居未。以七月與東井、輿鬼晨出,曰大音。昭昭白。其失次,有應見牽牛。

作鄂歲:歲陰在酉,星居午。以八月與柳、七星、張晨出,曰長王。作作有芒。國其昌,熟谷。其失次,有應見危。有旱而昌,有女喪,民疾。

閹茂歲:歲陰在戌,星居巳。以九月與翼、轸晨出,曰天睢。白色大明。其失次,有應見東壁。歲水,女喪。

大淵獻歲:歲陰在亥,星居辰。以十月與角、亢晨出,曰大章。蒼蒼然,星若躍而陰出旦,是謂“正平”。起師旅,其率必武;其國有德,将有四海。其失次,有應見婁。

困敦歲:歲陰在子,星居卯。以十一月與氐、房、心晨出,曰天泉。玄色甚明。江池其昌,不利起兵。其失次,有應昴。

赤奮若歲:歲陰在醜,星居寅,以十二月與尾、箕晨出,曰天皓。黫然黑色甚明。其失次,有應見參。

當居不居,居之又左右搖,未當去去之,與他星會,其國兇。所居久,國有德厚。其角動,乍小乍大,若色數變,人主有憂。

其失次舍以下,進而東北,三月生天棓,長四丈,末兌,進而東南,三月生彗星,長二丈,類彗。退而西北,三月生天欃,長四丈,末兌。退而西南,三月生天槍,長數丈,兩頭兌。謹視其所見之國,不可舉事用兵。其出如浮如沈,其國有土功;如沈如浮,其野亡。色赤而有角,其所居國昌。迎角而戰者,不勝。星色赤黃而沈,所居野大穰。色青白而赤灰,所居野有憂。歲星入月,其野有逐相;與太白鬥,其野有破軍。

歲星一曰攝提,曰重華,曰應星,曰紀星。營室為清廟,歲星廟也。

秦始皇帝元年(前246年)正月,歲星日行廿分,十二日而行一度,終歲行卅度百五分,見三百六十五日而夕入西方,伏卅日,三百九十五日而複出東方。十二歲一周天,廿四歲一與大白合營室。

木星衛星

衛星家族

截止2012年2月,已發現木星有66顆衛星。由于伽利略衛星産生的引潮力,木星運動正逐漸地變緩。同樣,相同的引潮力也改變了衛星的軌道,使它們慢慢地逐漸遠離木星。木衛一,木衛二,木衛三由引潮力影響而使公轉共動關系固定為1:2:4,并共同變化。木衛四也是這其中一個部分。在未來的數億年裡,木衛四也将被鎖定,以木衛三的兩倍公轉周期,木衛一的八倍來運行。木星的衛星由宙斯一生中所接觸過的人來命名(大多是他的情人)。

木衛一、木衛二、木衛三、木衛四于1610年由伽利略發現,稱為伽利略衛星。1892年巴納德用望遠鏡發現了木衛五,其他衛星都是1904年以後用照相方法陸續發現的。“旅行者号”飛船于1979年發現了木衛十四,1980年又先後發現木衛十五和木衛十六。除四個伽利略衛星外,其餘的衛星半徑多是幾公裡到20公裡的大石頭。木衛三較大,其半徑為2631公裡。

三群衛星

木衛可分為三群:最靠近木星的一群——木衛十六、木衛十四、木衛五、木衛十五和四顆伽利略衛星等8顆,軌道偏心率都小于0.01,順行,屬于規則衛星;其餘均屬不規則衛星。離木星稍遠的一群衛星——木衛十三、木衛六、木衛十及木衛七,偏心離為0.11-0.21,順行。離木星最遠的一群——木衛十二、木衛十一、木衛八及木衛九,偏心率0.17-0.38、逆行。

木星的四個伽利略衛星和木衛五的軌道幾乎在木星的赤道面上。

木衛一

木衛一(伊奧),是16顆衛星中最著名的一顆,離木星很近,平均距離約42萬千米。它的體積并不是很大,直徑約3630千米,密度和大小有些類似月球,呈球狀,整個表面光

滑而幹燥,有開闊的平原、起伏的山脈和長數千千米、寬百餘千米的大峽谷,還有許多火山盆地。它的顔色特别的鮮紅,比火星還紅,可能是太陽系中最紅的天體,上空由稀薄的二氧化硫大氣及鈉雲所包圍,并有很頻繁的火山活動。旅行者1号探測器在木衛一的表面共發現了9座火山,火山的噴發高度為70-300千米,噴發速度平均每秒1000米,比地球火山爆發大。這些火山不斷地噴出由二氧化硫組成的煙,降落在木衛一的表面,木衛一表面溫度是-150度左右,而火山周圍大約17度。這些煙是木星磁層中許多粒子的主要來源,也就是木星磁層中輻射帶最強的部分。木衛一是迄今在太陽系中所觀測到的火山活動最為頻繁和激烈的天體,也是航天探測器在地外觀測到的第一個有火山活動的天體,木衛一的火山活動劇烈是因為後方的木衛二與前方的木星對木衛一的引力産生的潮汐作用很強,前拉後扯使木衛一内部的物質不斷的翻攪,就像一個要被扯破的湯圓一樣。

木衛二

木衛二(Europa),是一顆體積比月球略小,但密度和月球差不多,表面非常光滑,被大量的冰覆蓋着,好像是一個冰與奶油巧克力混合而成的大球體。它的直徑3138千米,所以從望遠鏡中看是一顆顯得非常明亮的天體。木衛二的另一特征是冰面上布滿了許多縱橫交錯、密如蛛網的明暗條紋,很可能是冰層的裂縫。在木衛二的表面覆蓋一層50千米厚的冰層,冰層下有一層厚度97千米的海洋,也許這就是木衛二的表面如此光滑,反照率又這麼高的原因。木衛二是太陽系儲水量最大的天體。

木衛三

木衛三(Ganymede),是木星最大的一顆衛星,直徑5262千米,水星的直徑為4878千米,它的體積比水星大,但是質量遠不能比。它是表面呈黃色,可分為蓋滿冰層的明亮區和冰上堆積着岩質灰塵的黑暗區,并有幾處橫向錯開的斷層、線狀地形、互相平形的山脊與深溝。這些線狀地形互相重疊,顯示它們形成的年代不同。因此,天文學家推斷,木衛三可能曾經發生過類似地球的闆塊活動。

木衛四

木衛四(Callisto),直徑4800千米,比水星小78千米,它的表面布滿了密密麻麻的隕石坑,最明顯的特征是一個像牛眼似的白色核心,外面被一層圓環包圍着,類似同心圓盆地,直徑達600~1500千米。木衛四除了坑洞以外再也找不到其他特殊的地形,因而推斷它是太陽系中最古老的衛星表面,在如今還有内部活動。

木衛五

木衛五是天文學家巴納德于1892年在木衛一的軌道内發現的,形狀呈卵形,平均寬度98公裡。“旅行者1号”發現它為淺灰色,上有一個長約130公裡、寬200~220公裡的微紅區域。木星光環正位于木衛五的軌道裡。

釋放能量

近年來,對木星的考察表明:木星正在向其宇宙空間釋放巨大能量。它所放出的能量是它所獲得太陽能量的兩倍,這說明木星釋放能量的一半來自于它的内部。木星内部存在熱源。

衆所周知,太陽之所以不斷放射出大量的光和熱,是因為太陽内部時刻進行着核聚變反應,在核聚變過程中釋放出大量的能量。木星是一個巨大的液态氫星球,本身已具備了無法比拟的天然核燃料,加之木星的中心溫度已達到了28萬K,具備了進行熱核反應所需的高溫條件。至于熱核反應所需的高壓條件,就木星的收縮速度和對太陽放出的能量及攜能粒子的吸積特性來看,木星在經過幾十億年的演化之後,中心壓可達到最初核反應時所需的壓力水平。

一旦木星上爆發了大規模的熱核反應,以千奇百怪的旋渦形式運動的木星大氣層将充當釋放核熱能的“發射器”。所以,有些科學家猜測,再經過幾十億年之後,木星将會改變它的身份,從一顆行星變成一顆名副其實的恒星。

木星和太陽的成分十分相似,但是卻沒有像太陽那樣燃燒起來,是因為它的質量太小。木星要成為像太陽那樣的恒星,需要将質量增加到現在的100倍才行,根據天文學家的計算,隻有質量大于太陽質量的7%,才能進行聚變反應,發出光和熱。

木星探測

先驅者号

美國宇航局于1972年3月發射了“先驅者”10号探測器,這是第一個探測木星的使者,它穿越危險的小行星帶和木星周圍的強輻射區,經過一年零九個月,行程10億千米,于1973年10月飛臨木星,探測到木星規模宏大的磁層,研究了木星大氣傳回了三百多幅木星圖形。

1973年4月美國有發射了“先驅者”11号探測器,1974年12月5日到達木星。它離木星表面是隻有4.6萬千米,比“先驅者”10号更近。送回了有關木星磁場、輻射帶、中立、溫度、大氣結構等情況,并觀測到了木星南極地帶。

旅行者号

1977年8月20日和9月5日,美國先後發射了旅行者2号和1号探測器,這兩個姊妹探測器沿着兩條不同的軌道飛行。擔負探測太陽系外圍行星的任務。發射一百天後,旅行者1号超過旅行者2号,并先期到達木星考察。1979年3月5日,旅行者1号在距木星27.5萬公裡處與木星會合,拍攝了木星及其衛星的幾千張照片并傳回地球。通過這些照片可以發現木星周圍也有一個光環,還探測到木星的衛星上有火山爆發活動。旅行者2号于1979年7月9日到達木星附近,從木星及其衛星中間穿過,在距木星72萬公裡處拍攝了幾千張照片。

伽利略号

“伽利略”号探測器于1989年升空,1995年12月抵達環木星軌道。它旅行了28億英裡,它的終結日期比原來預計的晚了六年。伽利略号繞木星飛行了34圈,獲得了有關木星大氣層的第一手探測資料,在1995年将一個探測器放到了木星上。它發現在木星的衛星歐羅巴(Europa)、Ganymede、Callisto的地下有鹹水,還發現木星衛星Io上有劇烈的火山爆發。

“伽利略”号探測器在2003年年9月21日墜毀于木星,以此結束其近14年的太空探索生涯。這将是美國宇航局自1999年以來首次控制探測器在地球之外的天體上墜毀。

朱諾号

美國宇航局2008年11月宣布,已将木星定為下一個探索天空的遠大目标,NASA将在2011年8月發射一個新的木星探測器“朱諾”,展開對木星的深入探測,該探測器首先繞地球運行至2013年,利用地球引力将“朱諾”彈射到外太陽系;預計在2016年中期到達木星軌道。此後,“朱諾”每年大約繞木星運轉32圈,探測木星内部的結構情況;測定木星大氣成分;研究木星大氣對流情況以及探讨木星磁場起源和磁層,通過它的探測,科學家希望了解木星這顆巨行星的形成、演化和本體内部結構以及木星衛星等。全部任務計劃于2017年10月結束。

據路透社報道,美國宇航局的一顆衛星已經在27日于卡納維拉爾角的空軍基地裝載到了阿特拉斯5号火箭上,準備于下周發射完成一項史無前例的木星中心探測計劃。這枚探測器叫做“朱諾”号,預計用一年時間在木星的輻射帶内環繞,比此前任何一個空軌道空間器都要靠近木星。這次環行是為了知道這個巨大的行星有多少水,什麼引發了其如此強大的磁場以及在其濃厚炙熱的空氣下有沒有一個固體内核。

德州聖安東尼奧西南研究所的首席科學家Scott Bolton說:“木星蘊藏了我們星球如何形成的需對關鍵秘密。”

科學家們相信木星是太陽形成後第一個誕生的行星,盡管其确切是如何形成的并不知道。其中一個關鍵的缺失數據就是在這個巨大的比地球繞太陽旋轉距離遠5倍的行星裡面有多少水。木星像太陽一樣主要由氫和氦組成的還有少量的其他物質,比如氧。科學家們相信氧和氫在一起結合成了水,水可以由此次“朱諾”号攜帶的八個工具之一的微波蜂鳴器檢測。

木星的水含量與它在哪裡以及如何形成的有着密切關系。一些迹象表明木星是在太陽系内較冷的下方區域形成再一點點向内部靠近的,而其他的電腦模型顯示木星就在它目前所在的位置通過不斷聚集古老的冰冷雪球而形成。

盡管木星不斷變大,但最終以兩倍于其他星球之和的團塊形成。使得它有巨大引力能夠把幾乎所有其原始的構造材料都吸聚在身旁。

Bolton說:“如果我們想回到過去了解我們從哪來星球如何形成的我們就要去了解它。這就是為什麼它如此吸引我們。”她說這些探索都會幫助美國宇航局。

朱諾号的木星之旅将會持續5年。2016年7月到達後朱諾号将會隻身進入木星與其内部輻射帶邊緣之間狹窄的地帶。這一太陽能動力的探測器将花費一年的時間在木星兩極點處的軌道環繞,離它雲層最頂端僅有3100英米。

此前僅有美國宇航局的上一個木星空間探測器,由伽利略号發射的大氣層探測器進入到過離雲層更近的地方。那一空間探測器僅能在木星巨大壓力和高熱的情況下保留數據58秒。

朱諾号的電子内核被保護在一個钛做的拱頂内,但是它最終也會在一年後投入到木星嚴酷的輻射環境内。朱諾号的最後一個行動将會是潛入木星的大氣層,避免任何污染木星有生命迹象的衛星的可能。

朱諾号的發射定于8月5号,該空間器由洛克西德馬丁航天公司制造,這一計劃将耗資11億美元。這一任務是美國宇航局低成本快回收的新疆界星球探測計劃的第二個任務。

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