木
星
木星(Jupiter)古稱歲星，是離太陽遠近的第五顆行星，
而且是八大行星中最大的一顆，比所有其他的行星的合品質大2倍（地球的318倍）。
木星(a.k.a. Jove)希臘人稱之為 宙斯(眾神之王，奧林匹斯山的統治者和羅馬國的保護人，
它是Cronus（土星)的兒子。
公轉軌道: 距太陽 778,330,000 千米 (5.20 天文單位)
公轉週期：木星繞太陽公轉的週期為4332.589天，約合11.86年。
自轉週期：木星赤道部分的自轉週期為9小時50分30秒,
兩極地區的自轉週期稍慢一些。木星是太陽系中自轉最快的行星。
行星直徑: 142,984 千米 (赤道) 品質: 1.90*10^27千克
表面重力加速度：23.12 米/秒2 衛星數量：64
逃逸速度：60.2 千米/秒
木星是天空中第四亮的物體（次於太陽，月球和金星；有時候火星更亮一些），
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製的望遠鏡發現的，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。
唐朝天文學家瞿曇悉達編著的《開元占經》第二十三卷中有這樣的記載
“甘氏曰：單閼之歲，攝提格在卯，歲星在子，
與須女、虛、危晨出夕入，其狀甚大有光，
若有小赤星附於其側，是謂同盟”。
甘德早在西元前346年發現了木衛三，比伽利略早了將近2000年。
氣態行星沒有實體表面，它們的氣態物質密度只是由深度的變大而不斷加大
（我們從它們表面相當於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％的品質比）及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。
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，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內部結構的資料（及其他氣態行星）
來源很不直接，並有了很長時間的停滯。
木星可能有一個石質的內核，相當於10－15個地球的品質。
內核上則是大部分的行星物質集結地，以液態氫的形式存在。
這些木星上最普通的形式基礎可能只在40億帕壓強下才存在，
木星內部就是這種環境（土星也是）。
液態金屬氫由離子化的質子與電子組成（類似於太陽的內部，不過溫度低多了）。在木星內部的溫度壓強下，氫氣是液態的，而非氣態，這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的冰。
最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成，它們在內部是液體，
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著氨冰，銨水硫化物和冰水混合物。然而，來自伽利略號的證明的初步結果表明雲層中這些物質極其稀少。
但這次證明的地表位置十分不同尋常－－基於地球的望遠鏡觀察及更多的來自伽利略號軌道飛船的最近觀察提示
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。
來自伽利略號的大氣層資料同樣證明那裏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。
木星和其他氣態行星表面有高速颶風，並被限制在狹小的緯度範圍內，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錶帶，支配著行星的外貌。
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號飛船第一次發現。
伽利略號飛船發回的資料表明表面風速比預料的快得多（大於400英里每小時），並延伸到根所能觀察到的一樣深的地方，大約向內延伸有數千千米。木星的大氣層也被發現相當紊亂，這表明由於它內部的熱量使得颶風在大部分急速運動，不像地球只從太陽處獲取熱量。
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，造就了五彩繽紛的視覺效果，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，跟著是棕色與白色，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（這個發現常歸功於凱西尼，或是17世紀的Robert Hooke）。
大紅斑是個長25,000千米,跨度12,000千米的橢圓，
總以容納兩個地球。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，
那裏的雲層頂端比周圍地區特別高，也特別冷。
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。
木星向外輻射能量，比起從太陽處收到的來說要多。
木星內部很熱：內核處可能高達20,000開。該熱量的產量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的（行星的慢速重力壓縮）。
（木星並不是像太陽那樣由核反應產生能量，它太小因而內部溫度不夠引起核反應的條件。）
這些內部產生的熱量可能很大地引發了木星液體層的對流，並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。
木星與氣態行星所能達到的最大直徑一致。
如果組成又有所增加，它將因重力而被壓縮，
使得全球半徑只稍微增加一點兒。
一顆恒星變大只能是因為內部的熱源（核能）關係，
但木星要變成恒星的話，品質起碼要再變大80倍。
太空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
（地球表面磁場強度只有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。
由於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∼700萬公里之間的巨大空間都是木星的磁層；而地球的磁層只在距地心5~7萬公里的範圍內。
木星的四個大衛星都被木星的磁層所遮罩，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。
“旅行者1號”還發現木星背向太陽的一面有3萬公里長的北極光。
1981年初，當“旅行者2號”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6000萬公里，已達到土星的軌道上。
木星的兩極有極光，這似乎是從木衛一上火山噴發出的物質沿著木星的引力線進入木星大氣而形成的。
木星有光環。光環系統是太陽系巨行星的一個共同特徵，主要由小石塊和雪團等物質組成。
木星的光環很難觀測到，它沒有土星那麼顯著壯觀，但也可以分成四圈。
木星環約有6500公里寬，但厚度不到10公里。
木星光環
木星環較土星為暗（反照率為0.05）。它們由許多粒狀的岩石質材料組成。
木星有一個同土星般的環，不過又小又微弱。
（右圖）它們的發現純屬意料之外，只是由於兩個旅行者1號的科學家一再堅持航行10億千米後，應該去看一下是否有光環存在。
其他人都認為發現光環的可能性為零，但事實上它們是存在的。
這兩個科學家想出的真是一條妙計啊。它們後來被地面上的望遠鏡拍了照。
木星光環中的粒子可能並不是穩定地存在（由大氣層和磁場的作用）。
這樣一來，如果光環要保持形狀，它們需被不停地補充。
兩顆處在光環中公轉的小衛星：木衛十六和木衛十七，顯而易見是光環資源的最佳候選人。
伽利略號飛行器對木星大氣的探測發現在木星光環和最外層大氣層之間另存在了一個強輻射帶，大致相當於電離層輻射帶的十倍強。驚人的是，新發現的帶中含有來自不知何方的高能量氦離子。
1994年7月，蘇梅克－利維9號彗星碰撞木星，具有驚人的現象。甚至用業餘望遠鏡都能清楚地觀察到表面的現象。
碰撞殘留的碎片在近一年後還可由哈勃望遠鏡觀察到。
在夜空中，木星是空中最亮的一顆星星（僅次於金星，但金星在夜空中往往不可見）。四個伽利略的衛星用雙筒望遠鏡可很容易的觀察到；木星表面的帶子和大紅斑可由小型天文望遠鏡觀測。
邁克·哈衛的行星尋找圖表顯示了火星以及其他行星在天空中的位置。越來越多的細節，越來越好的圖表將被如燦爛星河這樣的天文程式來發現和完成。
過去有人猜測，在木星附近有一個塵埃層或環，但一直未能證實。
1979年3月，“旅行者1號”考察木星時，拍攝到木星環的照片，不久，“旅行者2號”又獲得了木星環的更多情況，終於證實木星也有光環。
木星光環的形狀像個薄圓盤，其厚度約為30公里，寬度約為6500公里，離木星12.8萬公里。
光環分為內環和外環，外環較亮，內環較暗，幾乎與木星大氣層相接。
光環的光譜型為G型，光環也環繞著木星公轉，7小時轉一圈。
木星光環是由許多黑色碎石塊構成的，石塊直徑在數十米到數百米之間。
由於黑石塊不反射太陽光，因而長期以來一直未被我們發現。
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％。
由於木星有較強的內部能源，致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。各種顏色的雲層像波浪一樣在激烈翻騰著。
在木星大氣中還觀測到有閃電和雷暴。
由於木星的快速自轉，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。
木星的大紅斑位於南緯23°處，東西長4萬公里，南北寬1.3萬公里。
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，其大小約幾百公里。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。
由於木星離太陽平均距離為7.78億公里，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號”太空船的探測值為-148℃，
仍比計算值高，這也說明木星有內部熱源。
“先驅者號”探測器對木星考察的結果表明，木星沒有固體表面，11是一個流體行星。主要是氫和氦。
木星的內部分為木星核和木星幔兩層，木星核位於木星中心，主要由鐵和矽構成，是固體核，溫度達3萬K。
木星幔位於木星核外，以氫為主要元素組成的厚層，其厚度約為7萬公里。
木幔外就是木星大氣，再向外延伸1000公里，就到雲頂。
大紅斑
木星表面的大多數特徵變化倏忽，但也有些標記具有持久和半持久的特徵，其中最顯著最持久，
也是人們最熟悉的特徵要算大紅斑了。
大紅斑是位於赤道南側、長達2萬多公里、寬約1.1萬公里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，
並發現它在1879∼1882年，1893∼1894年，1903∼1907年，1911∼1914年，1919∼1920年，1926∼1927年，
特別是在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，只略微帶紅，有時只有紅斑的輪廓。
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？
要瞭解這些問題，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，大紅斑是位於其下面的某種像山一類的永久特徵所造成的大氣擾動。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態結構表面的可能性，上述理論也就是自然被揚棄了。
“旅行者1號”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，
其浩翰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，在木星的表面覆蓋著厚厚的雲層，
大紅斑是聳立於高空、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，類似大紅斑的特徵還有一些。譬如，在大紅斑的偏南處，有3個白色卵形結構，它們首次出現於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號”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號”經過木星時，這個紅斑竟蹤跡皆無，看來這個紅斑只存在了兩年左右。
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。它們相當於地球上的風暴，不過規模要大得多，持續時間也長得多。
木星雲的絢麗多彩，證明木星大氣有著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。它們的顏色、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，如果按平衡狀態而言，所有的雲彩都應該是白色的，只有當化學平衡被破壞後，才會出現不同的顏色。
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，美國馬里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顏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顏色。
自從凱西尼發現大紅斑以來，到今天已有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，但這只是一種猜測。
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，不然它們只能存在幾天；
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，而地球上的龍捲風最高時速連它的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捲風長和大。至於這是為什麼至今仍是個迷。
木衛星
木衛一是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。
它的體積並不是很大，直徑約3640千米，密度和大小有些類似月球，呈球狀，整個表面光滑而乾燥，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。
它的顏色特別的鮮紅，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，
並有很頻繁的火山活動。
旅行者1號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。
這些煙是本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，這一發現給天文學家對太陽系天體的研究提供了新的啟示。
木衛二是一顆體積比月球小，但密度和月球差不多，
表面非常光滑，被大量的冰覆蓋著，
好像是一個冰與奶油巧克力混合而成的大球體。
所以從望遠鏡中看是一顆顯得非常明亮的天體。
木衛二的另一特徵是冰面上佈滿了許多縱橫交錯、
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50千米厚的海洋，
海洋的上面又覆蓋著一層約5千米厚的冰層，
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。
木衛三是木星最大的一顆衛星，它的體積比水星大，表面呈黃色，
可分為蓋滿冰層的明亮區和冰上堆積著岩質灰塵的黑暗區，
並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板塊活動。
木衛四的表面佈滿了密密麻麻的隕石坑，
最明顯的特徵是一個像牛眼似的白色核心，
外面被一層圓環包圍著，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，在很早以前就終止了內部活動。
木星的衛星
Io 伊奧 Europa(圖左上) 歐羅巴 Ganymede (圖右上)加尼美德(圖左下) Callisto 卡利斯托(圖右下)
木星擁有超過61顆衛星 ，是太陽系中擁有最多衛星的行星。
其中靠近內側的地方有４顆特別大。從靠近木星的一端數起依序為：
伊奧、歐羅巴 、加尼美德、卡利斯托，是由物理學家伽利略最早發現的，又稱為伽利略四大衛星。
右圖是由火星全球探索者號（Mars Global Surveyor，MGS）在2003年5月8日于火星軌道上所拍攝木星與其衛星的合照，
由左至右分別為卡利斯托、加尼美德、木星、以及歐羅巴。
由圖中可以看出木星的大小與衛星差異之大。
除了歐羅巴以外，每顆伽利略衛星都比月球大，加尼美德甚至比水星還大。
伊奧的大小和月球差不多，卻擁有眾多的活火山，地殼運動頻繁。有人主張伊奧活火山的能量來自於木星強大的潮汐力。
歐羅巴表面佈滿了無數條紋路花紋，上面幾乎看不到隕石坑，十分奇特。這意味著歐羅巴的表面比較新。
加尼美德的半徑大約為2600公里，是太陽系中所有衛星中最大的一個，甚至比九大行星中的水星還要大。
（資料來源：百度百科）