发现木星大红斑-太阳系巨大行星迷人景色

木星大红斑的发现

太阳系中的第五颗大行星木星，是9兄弟中最魁梧的巨人。木星的赤道半径达71400千米，是地球的11.2倍。按体积讲，木星是地球的1316倍。如果把地球比作一颗小小的绿豆，木星就相当于一个中等大小的西瓜。木星的质量为1.9×10²⁷千克，相当于地球的318倍。即使把其他8个“弟兄”加在一起，也只是它“体重”的40%。

木星真是庞大无比，如果在它赤道上绕行一周，行程将达45万千米，比我们到月球的距离(38万千米)还远得多呢。人造地球卫星绕地球一圈的时间不过1个多小时(100来分钟)，倘若以这个速度(8.8千米/秒)绕木星，则将需14小时以上。

木星的质量巨大，表面的引力也相应比地球的引力要大得多。同样100千克的物质，搬到木星上就会重达264千克。所以倘若有“木星人”存在的话，那么他们大约都是动作迟缓的“慢性子”，因为一举手一抬足，都要比在地球上吃力得多。

木星巨大质量所产生的引力，也为空间探测带来一系列新问题。我们知道，登月的宇航员要离开月球返回是比较容易的，因为月球质量小，逃脱月球引力的速度(也称脱离速度、逃逸速度、第二宇宙速度等)，只需大于2.4千米/秒即可。但若只有这个速度，到木星上则会有去无回了，因为要摆脱它引力的速度需达59.5千米/秒以上。这个速度可使人们在1分钟内从南京到上海来回6次。

用望远镜观测木星，很容易发现它的视面并不圆。实际上它的扁率为0.0648，或者说，那两极的半径比赤道半径约短4600多千米。要在其中塞进两个水星，才与正圆差不多。

木星的转动也比类地行星快得多，按其自转周期(9小时50分30秒)及赤道半径不难算出，木星赤道上的自转线速度为12.66千米/秒，这个速度比出膛的步枪子弹快15倍，几乎与它绕太阳公转的速度(13.06千米/秒)相等了。

木星在天空中异常明亮，冲日时可达2.4等，是除金星外第二亮星(火星大冲时可达－2.9等，但一般情况下略比木星逊色)。木星是外行星，所以，除了在上合前后几十天内不易见到外，几乎常年都可见到这个灿烂的亮星。

1609年底，伽利略制造了世界上第一台天文望远镜，他首先指向的天体是月球，接着就移向了木星。1610年初，伽利略发现了木星周围有4个小星——这是人类第一次知道其他行星的卫星，同时也成为哥白尼日心学说的第一个观测证据。

伽利略后300多年来，木星一直是用望远镜观测的最好目标。用普通的天文望远镜，可以很容易把木星的圆面显示出来。1665年乔·卡西尼发现，在木星表面的南半球上有一块红色的卵形圆斑，这是有关“大红斑”的第一次记录。

木星上的大红斑，很像地球上的大洋洲。这里所说的“像”，仅仅是指外形和相对位置、相对大小，此外，二者再也没有什么共同之处了。例如，大红斑的大小虽时有改变，但至少有10000×20000千米，最大时可达14000×48000千米。这么大的范围，即使把4个类地行星一古脑儿放进去，也绰绰有余。

大红斑是木星上最显著的特征。从1878年开始，有关大红斑的记录历年不断。它长期存在，但其大小和颜色却时有明显的变化。例如在1879～1881年的几年中，它显得特别殷红绚丽，后来渐渐“褪色”，到1927～1937年间又重新“浓妆艳抹”起来，1951年时则呈现为淡淡的玫瑰色。1973～1974年“先驱者10号”驶近它时，大红斑很醒目，但随后的六七年间又变得暗淡起来……

大红斑是什么呢?早先人们揣测它是木星固体表面上烧红了的“熔岩湖”，后来才逐渐明白它是一种气体运动，因为除了它的大小、形状、颜色有缓慢的变化外，它还在沿着与赤道平行的方向在慢慢移动着。现在大多数人倾向于这是一个超级的特大风暴似的气旋运动。从空间探测器摄得的近距照片中看来，大红斑中还有复杂的细节结构。整个旋涡在作逆时针方向旋转，大约每6天转一圈。令人迷惑不解的是，木星大气的平均温度约为－140℃，这样低的温度下，不少物质都冻得厉害，分子运动应当是很缓慢的，何以能维持这样大的气旋，并历经几百年而不衰?这真是一个难解之谜。(www.xing528.com)

在大望远镜内，可以见到木星表面上还有许多平行于赤道的明暗带纹(明亮的白色或淡黄色的区域称“带”，红褐色的暗区称“纹”)。木星的带纹结构很复杂，虽然它们一直在慢慢变化，但始终不会消失。这是木星的又一个表面特征。

木星的大气层厚约1400千米，其成分与太阳差不多，其中氢占82%，氦占17%，还有1%则是甲烷、氨等其他成分，其密度不算大，大约只是地球大气密度的1/5左右，但因为它太厚，又有众多的带纹、云雾，所以从外面也无法窥见下面的状况。

1995年7月，美国“伽利略木星探测器”向木星发射了一个“木星大气探测器”，11月7日它进入绕木星轨道，一个月后勇敢地向木星大气层降落，经过75分钟它终于在木星上空约160千米处“以身殉职”。在这200千米的降落过程中，木星的大气温度从－160℃上升到190℃，气压从0.08巴增加到30巴(1巴为1大气压)，化学成分都比预期的低，水分出奇的少。它还遇到了极其强烈的狂风和湍流，“木星风”可从云层顶端翻滚到木星表面，风速高达188米每秒，与老式飞机的速度不相上下。木星的大气中有十分强烈和频繁的闪电现象，这与神话中宙斯是“雷神”是一种有趣的巧合。根据空间探测器的资料，有人算出木星的闪电平均为245次/年·平方千米。与它相比，地球上平均是2～10次/年·平方千米，金星大气中闪电频频，可也只有30～50次/年·平方千米。如果以南京市区的面积为50平方千米计，则木星的环境会使南京人每天见到33次闪电，平均每小时1.4次。如果你能来到木星世界，仅仅这种电闪雷鸣的场面，也足以使人心惊胆颤了。

在一般人的头脑中，行星都是像地球、月球那样表面是坚实的大地，飞船要在它上面降落非得小心翼翼不可，倘若操纵、计算有丝毫失误，免不了要撞得粉碎。然而，在木星那儿情况却大不相同。

从木星的质量(1.9亿亿亿吨)和体积(1.43亿亿亿立方米)很快可以得到它的平均密度是1.33克/厘米3(或1330千克/米3)，只是水的1.33倍。这个密度值甚至比太阳(1409千克/米3)还小。显然。如果木星也像地球那样，最轻的壳层密度有3300千克/米3，那岂非又要成为一个空心球?

因而，科学家认为，在它厚厚的大气层下面，并不是我们熟悉的山川大陆或者荒漠谷地，而是一片蒸腾鼎沸的汪洋大海。所以通常飞往月球和火星的宇宙飞船，如果冒冒失失闯进木星大气，将遭到灭顶之灾。

木星不具备通常概念中的固体表面，浓密的大气之下都是“海洋”，而且，组成木星海洋的竟不是水，而是氢。谁都知道，氢气是最轻的气体，怎么会变成液体?其实不必惊讶，说不定你身旁就有这样的实例——一日三餐烧的液化石油气，不就是变成液体的气体吗?物理学告诉我们，只要有足够的压力及低温，气体就会变成液态。液化气由于钢瓶内保持着高压，石油气被液化了。木星那1千多千米厚的大气层，其压力比钢瓶内要大得多。

这个科学结论，不久便得到了宇宙飞船的证实。空间探测器的资料表明，木星确实是颗“液体行星”，在它那1400千米厚的大气层下面，还可粗略地分为三大层:分子氢层、金属氢层及内核层。三层的情况大体如下表:液态分子氢的表层温度很高，仅比太阳低1000摄氏度左右。如果不是有几千大气压泰山压顶似的压着，恐怕早就蒸腾到太空中去了。这样看来，与木星相比，金星表面那可怕的环境已是如“天堂”般的美妙了。

木星和它的卫星

木星中间的金属氢层，外表看起来似乎很平静，不如分子氢那样在剧烈地翻滚，但其温度高达11000～20000℃。在这样的高温下，氢原子中的电子都挣脱了羁绊，变成了自由电子。这样的氢就像水银那样可以导电，故称之为金属氢。现在科学家们已经能在实验室中制造出这种奇特的物质了。

最有争议的是它1万多千米的核心部分。多数天文学家认为，木星应当有一个由铁、镍和硅酸盐组成的固态核。但在几万度高温下，能否保持固态实在很难说，所以也有人认为，木星是“彻底的”液体行星，根本不存在固体物质。这个问题至今尚无定论。

木星上的磁场很强，足以使一般手表“磁化”而无法运转。但是它的磁极方向与我们地球相反，即在地球上指南的针到木星上所指的是北方。因为木星的磁场很强，所以木星大气中有绚丽无比的极光。宇宙飞船在1979年3月间经过木星时，就见到了它那范围达3万千米的极光。如果我们身临其境，那一望无际的神奇绚丽的自然景观，一定会叫人如痴似醉。