木星是怎样被发现的？

如果以离太阳由近至远的顺序排列，木星排第五。木星是太阳系的八大行星中体积和质量最大，它有着极其巨大的质量，是其他七大行星总和的2.5倍还多，是地球的318倍，而体积则是地球的1，321倍。同时，木星还是太阳系中自转最快的行星，所以木星并不是正球形的，而是两极稍扁，赤道略鼓。木星是天空中的亮度仅次于太阳、月亮和金星（不过有时会比火星稍暗，有时要比金星亮），木星为第四亮的星星。木星主要由氢和氦组成，中心温度估计高达30，500℃。在木星表面有一个大红斑，从东到西有40，000千米，从北到南有13，000千米，面积大约453，250，000平方千米。这个红斑仍有不少的猜测，很多人认为它是一个永不停息的旋风，它的范围可以吞没3个地球，但最终未得到证实。

木星的发现

早在史前，木星就为人所知了。根据伽利略1610年对木星四颗卫星：木卫一，木卫二，木卫三和木卫四（现常被称作伽利略卫星）的观察。第一个发现就，这些卫星是不以地球为中心转，也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据。许多年来人们一直认为木卫三是1609年由伽利略通过他自制的望远镜发现的，于是连同其他三卫都被称为伽利略卫星。其实木卫三是中国战国时代的天文学家甘德发现的，比伽利略早了将近2000年。他著有《岁星经》和《天文星占》两书，可惜均已失传。在唐朝天文学家瞿昙悉达编著的《开元占经》第二十三卷中有这样的记载“甘氏曰：单阏之岁，摄提格在卯，岁星在子，与须女、虚、危晨出夕入，其状甚大有光，若有小赤星附于其侧，是谓同盟”。

木星释放的力量

对于要星的多年考察，人们发现木星正在向其宇宙空间释放巨大能量。它所放出的能量是它所获得太阳能量的两倍，这说明木星释放能量的一半来自于它的内部。木星本身就存在着热源，在加上它不断的吸积着太阳所释放的高能粒子，因此他所具有的能量就越来越大。

众所周知，太阳不断放射出的光和热是因为太阳内部时刻进行着核聚变反应，在核聚变的过程中就会释放出大量的能能量。而木星是一个巨大的液态氢星球，本身已具备了无法比拟的天然核燃料，加之木星的中心温度已达到了28万K，具备了进行热核反应所需的高温条件。至于热核反应所需的高压条件，就木星的收缩速度和对太阳放出的能量及携能粒子的吸积特性来看，木星在经过几十亿年的演化之后，中心压可达到最初核反应时所需的压力水平。一旦木星上爆发了大规模的热核反应，以千奇百怪的漩涡形式运动的木星大气层将充当释放核热能的“发射器”。所以，有科学家猜测，几十亿年后，木星就会从一颗行星一颗名副其实的恒星。

木星光环

木星也有一个与土星相似的环，不过又小又微弱，如上图。其实木星光环的发现纯属意外，它的发现是由于两个旅行者1号的科学家一再坚持航行10亿千米后，应该去看一下是否有光环存在。其他人都认为发现光环的可能性为零，但结果证明它们是存在的，如果当时不是当这两个科学家的坚持，想必我们就不会知道木星上原来也的光环，不过木星光环中的粒子可能并不是稳定的在，大概是由于大气层和磁场的作用，因此，要想操持光环，它们需要被不停地补充。处在光环中公转的两颗小卫星木卫十六和木卫十七应该是光环资源的最佳候选。

在木星渔和最外层的大气层之间还有一个强辐射带，这是伽利略号飞行器对木星大气的探测是时惊人的发现。这个辐射带大致相当于电离层辐射带的十倍强，而且还发现，这一辐射带里含有不知来自何处的高能量的氦离子。在1994年7月，苏梅克～利维9号彗星碰撞木星，有着惊人的现象。这种现象用业余的望远镜都能看地很清楚，而且在一年后，依然可以用勃望远镜观察到。

我们知道，木星的亮度仅次于金星，四个伽利略的卫星用双筒望远镜就容易观察到，而且木星表面的带子和大红斑可由小型天文望远镜观测。迈克?哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其他行星在天空中的位置。越来越多的细节，越来越好的图表将被如灿烂星河这样的天文程序来发现和完成。过去有人猜测，在木星附近有一个尘埃层或环，但一直未能证实。1979年3月，“旅行者1号”考察木星时，拍摄到木星环的照片，不久，“旅行者2号”又获得了木星环的更多情况，终于证实木星也有光环。木星光环的形状像个薄圆盘，其厚度约为30公里，宽度约为6500公里，离木星12.8万公里。光环分为内环和外环，外环较亮，内环较暗，几乎与木星大气层相接。光环的光谱型为G型，光环也环绕着木星公转，7小时转一圈。木星光环是由许多黑色碎石块构成的，石块直径在数十米到数百米之间。由于黑石块不反射太阳光，所以一直我们都没发现。

木星的大气层厚而浓密，它的主要成分为氢，大约占80%以上，其次是氦，约占18%，其余还有甲烷、氨、碳、氧和水汽等，总含量不足1%。由于木星的内部能源较较，因此赤道与两极的温差并不大，不超过3℃，因此木星上南北风很小，主要是东西风，最大风速达130～150米／秒。木星大气中充满了稠密活跃的云系。各种颜色的云层像波浪一样在激烈翻腾着。在木星大气中还观测到有闪电和雷暴。由于木星自转很快，因此能在它的大气中观测到与赤道平行的、明暗交替的带纹，其中的亮带是向上运动的区域，暗纹则是较低和较暗的云。

木星离太阳的平均距离为7.78忆公里，所以它表面的温度比地球的温度小很多。从木星接受太阳辐射计算，其表面有效温度值为-168℃，而地球观测值为-139℃，“先驱者11号”宇宙飞船的探测值为-148℃，仍比计算值高，这也说明木星有内部热源。“先驱者号”探测器对木星考察的结果表明，木星没有固体表面，它是一个流体行星。主要是氢和氦。木星的内部分为木星核和木星幔两层，木星核位于木星中心，主要由铁和硅构成，是固体核，温度达3万K。木星幔位于木星核外，以氢为主要元素组成的厚层，其厚度约为7万公里。木幔外就是木星大气，再向外延伸1000公里，就到云顶。木星的光环是存在的，只不过比较小比较微弱。

木星大红斑

木星的表面特征变化很大，但它也前持久和半持久的特征，其中最显著最持久，也最为人们所熟悉的就是木星表面的大红斑了。木星的大红斑位于南纬23°处，东西长4万公里，南北宽1.3万公里。它位于赤道南侧、长达2万多公里、宽约1.1万公里的一个红色卵形区域。探测器发现，大红斑是一团激烈上升的气流，呈深褐色。这个彩色的气旋以逆时针方向转动。在大红斑中心部分有个小颗粒，是大红斑的核，其大小约几百公里。这个核在周围的反时针漩涡运动中维持不动。大红斑的寿命很长，可维持几百年或更长久。

从17世纪中期，人们就开始对它进行时断时续的观测。从1879年以后，人们就对它进行了连续的记录，并发现它在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年这些年代中，变得显眼和色彩艳丽。在其他时间，显得暗淡，只略微带红，有时只有红斑的轮廓。那为什么这个斑是红色呢？它又是什么结构？如何能持续这么长的时间？对于这些问题，仅凭地面上的观测是无法解答的。

根据科学家雷蒙?哈依德的理论，大红斑是木星上某种像山的有永久我特征所造成的大气扰动。但是“先驱者”发现木星表面是流体，完全排除木星外层具有固态结构表面的可能性，因此上面的理论自然就不成立了。“旅行者1号”发回的照片使人们更清晰地看到，大红斑宛如一个以逆时针方向旋转的巨大漩涡，其浩瀚宽阔足以容纳好几个地球。从照片上还可以分辨出一些环状结构。仔细研究后，科学家们认为，在木星表面有着厚厚的云层，大红斑就是一个耸立于高空、嵌在云层中的强大旋风或者是由一团激烈上升的气流所形成的。其实，在木星与大红斑相信的特征还是有的。大红斑的偏南处，有3个白色卵形结构，它们首次出现于1938年。

在1972年，地面观测发现木星的北半球上出现一个小红斑，18个月以后“先驱者10号”到达木星时，发现其形状和大小几乎同大红斑相似。再过一年，“先驱者11号”经过木星时，这个红斑竟踪迹皆无，由此我们发现，那个红斑只存在了两年。木星上的斑状结构一般持续几个月或几年，它们的***同特点是在北半球作顺时针方向旋转，在南半球作逆时针旋转。气流从中心缓慢地涌出，然后在边缘沉降，遂形成椭圆形状。它们就像地球上的风暴一般，但规模要大得多，时间持续的也很长。

木星云色彩斑斓说明了木星的大气中有着十分活跃的化学反应。在探测器拍摄的照片上，可以看到木星大气明暗交错的云带图形。从南极区到北极区依稀可辨17个云区或云带。它们的颜色、亮度均不相同，也许是氨晶体所组成；褐色云带的云层要深些，温度稍高，因而大气向下流动；蓝色部分则显然是顶端云层中的宽洞，通过这些空隙，方可看到晴朗的天空。蓝云的温度最高，红云的温度最低。由此判断，大红斑是一个很冷的结构。如按平衡状态而言，所有的云彩都应该是白色的，只有化学平衡被破坏后，才会出现不同的颜色。那么，在木星上，到底是什么破坏化学是什么平衡呢？科学家们推测，可能是荷电粒子、高能光子、闪电，或是沿垂直方向穿过不同温度区域的快速物质运动。

在大红斑中，有一种橙红色使人一直很困惑。有人认为这种颜色的大红斑是升气流形成的云中放电的现象。对此，美国马里兰大学的一位名叫波南贝罗麦的博士做了一个有趣的实验。他在一只长颈瓶中放上木星大气中存在的一些气体，如甲烷、氨、氢等，对这些气体施加电火花作用，结果发现原先无色的气体变成云状物，一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上。这个实验为人们解开大红班颜色之谜提供了一些有益的启示。很多天文学家认为磷化物就可以说明大红斑的颜色。自从卡西尼发现大红斑以来，到今天已有300多年了，对于大红斑持续了这么长的时间的原因，有些人认为是由于木星又密又厚的大气，但这只是一种猜测。

因为木星上的大红斑与其他卵形结构的长寿，主要包括两个问题：这些斑状结构必须是稳定的，不然它们只能存在几天；还有另一个能源问题，一个稳定涡流如果没有能源维持，很快就会下沉。木星大红斑每小时时速可达400千米，而地球上的龙卷风最高时速连它的3/4都达不到，而且持续时间与木星大红斑大小都比地球龙卷风长和大。至于为什么，至今依然没能解答。