什么是巨人木星及其卫星？

木星的卫星有哪些？~

木星周围发现12颗新卫星，
木星系卫星总数增至79颗。
奇怪卫星valetudo
在12颗新卫星中，有一颗奇怪的卫星拟被命名为valetudo。遵循天文学命名惯例，它的拟定名称来自神话，意为健康和卫生的罗马女神。
类似两个顺行的新卫星，valetudo的轨道与木星的旋转方向相同。但相对于木星，它的轨道是倾斜的，并且位于三个逆行星团附近。因此，谢泼德怀疑，这些卫星团的形成源自一些卫星与valetudo的碰撞，valetudo恰恰是一个更大卫星的“遗体”。
他说，“就像在高速公路上开错道一样，很可能发生碰撞。”
谢泼德也研究了其他巨行星，并没有找到任何围绕天王星和海王星的新卫星。他有点失望。
他说，“天王星是找到新卫星的最佳对象，因为你可以用莎士比亚的角色来命名。”
源起何处？
这些新卫星的直径从大约1英里（合1.6公里）至3英里（合4.8公里）不等。其中两个卫星位于相对靠近木星的位置，它们沿着与木星旋转方向相同的轨道运行。它们很可能是自太阳系诞生以来数十亿年间一个远比它们大的卫星碎裂后的残骸。
其中9颗卫星形成了三个更远的星团，并且逆行环绕木星。它们的来源可能类似内圈的卫星团：直径大约几百英里的大卫星在碰撞后被摧毁并留下一堆碎片，其中一些碎片继续环绕木星成为它的小卫星。
谢泼德问道，“它们撞到了什么？某颗彗星？一颗流浪的小行星？亦或是木星系统中的其他卫星？”
另一个有趣的假设是，形成这些小卫星的天体不是木星系统中的“原住民”，而是在太阳系早期阶段被木星的引力吸引过来的。
这听起来可能有点奇怪，但是随着时间推移，大型行星把小天体拉到身边并不罕见，特别是在太阳系早期，巨行星会发生迁移，并扰乱着尺寸远比它们小的天体的轨道。
土星最知名的卫星之一是土卫九，它来自比海王星轨道还远的柯伊伯带。无独有偶，海王星最著名的卫星——海卫一也是一个被“虏获”的柯伊伯带天体。
布拉蒂指出，“动力学家认为，这些外圈卫星（至少那些早期被捕获的卫星）的轨道曾因气体巨星的迁移而被干扰。”我们所熟知的气体巨星有木星、土星、天王星和海王星等等。
奇怪卫星valetudo
在12颗新卫星中，有一颗奇怪的卫星拟被命名为valetudo。遵循天文学命名惯例，它的拟定名称来自神话，意为健康和卫生的罗马女神。
类似两个顺行的新卫星，valetudo的轨道与木星的旋转方向相同。但相对于木星，它的轨道是倾斜的，并且位于三个逆行星团附近。因此，谢泼德怀疑，这些卫星团的形成源自一些卫星与valetudo的碰撞，valetudo恰恰是一个更大卫星的“遗体”。
他说，“就像在高速公路上开错道一样，很可能发生碰撞。”
谢泼德也研究了其他巨行星，并没有找到任何围绕天王星和海王星的新卫星。他有点失望。
他说，“天王星是找到新卫星的最佳对象，因为你可以用莎士比亚的角色来命名。”
来源：上海热线

什么是木星？

四颗巨行星中最大、距离太阳最近的是木星，与地球及其他位于内太阳系的伙伴相比，它无论从哪个角度看都非常特别。为何巨行星与距离太阳较近的行星之间会有这么大的差异？这还要从太阳系形成之初的原始星云说起。

在可能仅为500000年的短暂关键期内，耀眼的太阳发出夺目的光芒（亮度至少是今天太阳的20倍）。原始星云开始收缩时产生了大量热，这无异于给年轻的热核反应火球添加燃料。新诞生的明亮太阳的辐射极其强烈，把较轻的气体从原始星云吹出。原始星云好像蚕茧一样裹住太阳系的内行星，使得太阳的辐射作用的程度在木星轨道之外的区域降到了最低。

木星是太阳系从内向外的第五颗行星，亦为太阳系中体积最大、自转最快的行星。它的质量为太阳的千分之一，但为太阳系中其他七大行星质量总和的2.5倍。木星与土星、天王星、海王星皆属气体行星，因此四者又合称类木行星。2012年2月23日科学家称发现木星2颗新卫星，累计卫星达68颗。

木星和土星的构成与银河系旋臂上恒星诞生地的星云几乎一样（五分之四的氢和五分之一的氦）。这就意味着巨行星的构成材料原本是纯粹的太阳星云，而不是地球及其近邻的那些沉重的难以熔化的渣滓。自此，太阳的行星家族分为两个阵营：体积小的岩质内行星和位于外层的动作缓慢的气态巨行星。

木星是最知名的气态巨行星，也是最特别的一个。木星可见的表面是无尽的云团大旋涡。这些旋涡非常之大，令人惊叹。假如我们能像剥橙子那样将地球剥开，那么剥下来的“地球表皮”都无法全部盖住木星的“大红斑”（大红斑是木星最大的暴风中心）。论体积，地球若要与木星这个行星巨兽相比，就好像拿高尔夫球比篮球一样。

木星的质量也位列太阳系行星王国之首，把太阳系内其他行星和它们的卫星的质量都加在一起，也只能达到木星质量的一半。这个大块头行星表面看起来，像是盖了一床奶白色与鲜肉色交错相间的被子，各种色彩变幻不定的云团遮掩了行星的真实面目，像面纱一般。木星本质上是一颗硕大无比的由液态氢和氦构成的液滴，它的质量是地球质量的318倍。深埋在中心的是小小的岩石-金属核心，大约和地球相当。

从地球上看，木星是天空中第四亮的天体，排在太阳、月亮和金星之后。在五倍日地距离处，木星带着它那笨重的身躯绕着太阳运行，每12年公转一圈。木星有六十多颗卫星，它们都绕着木星旋转，好像一个迷你太阳系。其中有两颗卫星体积相当大，与水星相当。木星每10小时完成一次自转，是太阳系行星中自转周期最短的。木星赤道上的旋转速度高达每小时35000千米，相比之下地球赤道1600千米的旋转时速简直好似乌龟爬行。如此高的自转速度加上木星本身的流体特征使得它的赤道部分向外凸出，结果造成木星两极之间的距离要比赤道直径大约短了7%。

人类无法登陆木星进行探测，至少在可见的未来是不可能的。因为木星除了拥有巨大的引力外，还有强大的磁场和缠绕着的致命辐射带，它们环绕着木星形成了一道看不见的防护墙。也许有一天，一架集合了星际飞船和潜艇性能的探测器能够载人前往木星，探测这里的云团。在靠近木星云海时，这架探测器在下降过程中，首先会经过稀薄的乙烷和乙炔组成的薄雾云层，此后进入纯净的白色氢-氦大气云团。它看起来与地球上的云朵很像，但其成分大部分是固态的氨冰晶体。

随着高度的降低，这些云团将越来越厚，越来越汹涌。到了最后，除了偶尔可见下方云团形成的高塔外，白色云层卷曲成的漩涡会充斥在整个空间内，别无一物。在这个高度，附着在热氢气球下的探测器将随风游荡，不知所终。此处的温度是零下120℃，大气压强为地球表面的90%。向上12千米处，大气压降为地球的30%，而温度则降低到零下145℃。

在白色的氨云下方20千米处，有一块色彩斑斓的过渡区：米黄色、桃红色、卡其色、浅橙色和棕色。铵-氢硫化物的晶体是这里的主要组成部分。它们形成环绕木星的水平环带，与上层的氨云构成木星表面两个可见的主要结构特征。木星的天气系统是相对持久的五彩环带和白色区域，这与地球的天气系统有几分相像。但是，地球上的天气系统由太阳驱动，木星的天气系统依靠的更多的不是太阳辐射，而是自身的内部热能。

地球上大量的轻暖气体升高，在高海拔处冷却变重，又在新的地方下降以填充上升气体留下的空区。地球的自转又导致了永不停止的自西向东的流动。在气象卫星拍摄的图像中可以看到，天气的不稳定性会将这种运动转变为巨大的风暴漩涡中心（气旋和反气旋）。当遇到板块和山区时，地球的天气会变得更加复杂，因为这些地质结构扰乱了气流。

基本上，木星快速的自转消除了南北的对流，将云团搅拌成高气压和低气压团块，所处位置与木星的赤道平行。漩涡风暴迅速卷曲为与地球大陆大小相当的椭圆形湍流，看起来好似一个球状物夹在不同大气环带之间。大红斑由极强的气旋系统带起的物质构成，是木星上最大的风暴，也是木星最显著的特征。大红斑究竟如何维持这么久一直是个谜（1664年的木星上就有大红斑），而没有大陆的阻挡，如此巨大的风暴一旦形成的确很难消散。因为大红斑硬夹在南北两个反向的大气风带之间，它可以比小型漩涡更有效地获得能量。

伽利略号飞船拍摄的木星大红斑。

在铵-氢硫化物形成的云团下方附近，温度逐渐升高，铵已经不能以冰冻的晶体形式出现，水冰晶体与铵液滴一起在天气循环里到处流动。再向下几千米，温度继续升高并超过水的冰点。凝结在探测器外面的铵盐霜冰此时也融解了，这里水分很充足，只不过存在形式是溶解氨的强碱性液滴。铵-氢硫化物构成的薄雾曾被认为是对所有生命形式都致命的，但就在几年前，有人在地球的热泉中发现了微生物，而热泉的碱性要比木星大气中还要强得多。其他微生物有的能够忍受比水的沸点更高的温度，也有的根本不需要氧气。毫无疑问，在地球的极端环境下，这些简单的生命形式存活了下来，而木星上到处都有这样的极端环境。问题是，木星大气中是否存在生命？最近的观测结果给出了否定的答案。

尽管20世纪90年代的先驱者号、旅行者号探测器和20年代的伽利略号探测器都不是特别为了探索生命而设计的，但它们在木星近旁掠过时都对木星大气的漩涡和气流进行了历史性的探测。垂直运动的气流是木星大气的主要特征，在某些区域甚至异常猛烈。这些漩涡经常能够在几小时内带着气生生命穿越几百摄氏度的温度跨度。尽管如此，我们仍不能完全排除木星大气中存在生命的可能性，但现实情况的确有点让人感到沮丧。

伽利略号飞船捕捉到在木星云层中肆虐的风暴，风暴的面积有美国德克萨斯州那么大。

铵-氢硫化物的混合云层构成了潜在生物圈的顶板，这个生物圈的大气是雾蒙蒙的，但总体可以称得上晴朗。再往下则通向了极其黑暗的深渊。从这里开始往下，探测器就好像冲入深海中一般，大气压强渐渐增强，直至超过地球表面大气压强的100倍，太阳的光亮也越来越黯淡，好似日薄西山一般。大气压强持续增大，直到与地球最深处海域相当，飞船舱体四周都遭受着这种强大压力的挤压，就快被压扁了。

最终，因为受到比铅的密度还大的向上运动的液态氢的影响，下降停止在1000千米处。此处的温度高达2000℃，比爆炸的熔炉内的温度还高。到3000千米处时，温度会达到5000℃，气压是地球表面大气压强的90000倍。

在距木星核心三分之一路程的地方，温度将达到10000℃，压强则为地球表面大气压强的300万倍。在这里，液态氢将变成液态金属氢，使自身拥有金属的特性。这是木星具有强大磁场的原因。继续深入到木星内部，靠近它核心的是一片熔融状态的区域，这里的压强高得令人难以置信，温度则超过30000℃，是太阳表面温度的5倍。然而，这样的高温还没有达到触发恒星内部核反应的要求，那至少需要温度达到几百万摄氏度。

太阳系内没有哪一处的云图像木星上一样活跃且色彩斑斓，隆隆飓风和猛烈的垂直气流搅动着氨和铵盐-氢硫化物混合而成的云团，直冲入非尘世般炫美的海洋。中央部分是木星大气最显著的特征--大红斑，那是个比地球还大的漩涡状风暴，周围是典型的云带，有北美大陆50倍那么宽。

木星有着一个特殊的称号——失败的恒星。事实上，虽然巨行星与恒星构成成分完全一样，但它们本质上完全不同。要触发核反应熔炉成为一颗恒星，木星必须要比现在的质量再大80倍才行。然而巨行星的核心温度已经很高了，足够产生热对流，它会用大约一百年的时间把内部产生的热传递到上层大气，上层大气的垂直上升下降的气流运动最终会把这些热量扩散到宇宙空间。木星释放出巨大的能量，是它从太阳那获得到的能量的两倍。

对于木星拥有高温核心的最好解释是：行星自身慢慢进行的引力收缩。因为本身质量巨大，很小的收缩就足够持续很长一段时间。木星每年只要收缩几毫米，就可以供应内部巨大的高温熔炉。

木星最高云端上方的环境也与地球截然不同。无形的致命磁场环绕着木星。木星磁场的总能量是地球微弱磁场的4亿倍。木星的辐射带嵌在磁场中，强度是人类致死辐射剂量的100倍，这几乎是飞船探测器能够承受的辐射强度极限。在磁场和辐射方面，太阳系的其他行星都无法赶上木星，这就使得木星以及它的多颗内轨卫星在未来几十年内成为人类探测的禁区。

在旅行者号众多令人惊叹的发现中，最让天文学家称奇的是木星拥有一个绕身的圆环。它是由极微小的颗粒构成的薄盘系统。木星环的大部分成分是尘埃颗粒，因此只有太阳光从其背后照射时才能够看到木星环，旅行者号在掠过木星暗面时刚好拍到了木星环的珍贵照片。木星环太黯淡了，不能在地球上直接观测到，人们必须借助望远镜的电子放大成像系统才能找到木星环，即使天文学家已经知道它就在那里。

幽灵一样黯淡的木星环系太难以捉摸了，直到1979年旅行者1号飞船飞抵木星时人们才发现它的存在。图像刻意提高对比度，才能让人看清木星的环系。

木星环始终围绕着木星。有时来自太阳的辐射压与木星的磁场会发生相互作用，使得木星环中的粒子缓缓地向内旋转，最后落入木星的高层大气。有两种来源可以补充损失掉的粒子，一是木星的近轨小卫星，它们的表面与附近的碎片不断接触，相互的摩擦碰撞会让小颗粒流入木星环；二是木星的四颗伽利略卫星之一的木卫一，这颗活跃的卫星正不断地向太空中喷发物质。

木星的卫星系可以分为两大不同类别：个头很大或个头很小，没有中间过渡类型。四颗主要卫星是1610年伽利略在望远镜刚刚发明后发现的，从地球的卫星月球到水星，体积大小不等。它们都是精彩纷呈的世界。

从左到右分别为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。

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