木星在天文学研究中有哪些作用

发布时间: 2023-11-09 09:01:37 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 80

“木星冲日”的天文现象将在9月上演,对天文的研究到底意义在哪?研究天文的意义是非常重大的。木星冲日的天文现象将会上演,这是木星,...

木星在天文学研究中有哪些作用

“木星冲日”的天文现象将在9月上演,对天文的研究到底意义在哪?

研究天文的意义是非常重大的。木星冲日的天文现象将会上演,这是木星,地球,以及太阳依次排列,大致会排列成一条直线的特殊天象。木星被太阳照亮的一面完全朝向地球,这次的木星距离地球会更加近,所以目前看起来也会更加大更加亮。这有利于我们观察星系,并且了解天文现象,也会更容易让我们普及天文知识。

1.对天文学的研究意义重大,因为天文学科是基础科学发展的引擎之一

研究天文学有利于科学的发展,天文学提出的往往是比较有前瞻性的问题,并且对天文的研究有利于自然科学基本理论的研究,更会引发科技革命。我们所说的暗物质跟暗能量都是通过不断地文学观测才被发现的,而黑洞的研究也是量子引力论最为核心的问题。如果这些困扰我们的问题被解决,那么将会对推动科学发展有重要的基础意义。

2.对于地外行星的观测以及地外生命的研究,会帮助我们解答人类的命运问题,这也是天文的研究意义

一直以来都有一个困扰我们的话题,就是宇宙之中是否存在着其他能够让我们生存的星球。我们也一直在思考我们的生命是如何起源的,而且我们也会好奇人类是否是宇宙中独特的存在,宇宙中是否还会有其他生命存在。这些问题的解决都离不开对天文的观测,这些问题也关乎我们人类的命运。

3.研究天文也能够满足我们的好奇心,让我们丰富天文学这门学科

对于青少年有非常重要的教育意义。天文学的研究在我们的日历史上有非常久远的追问,时间是否有起点,宇宙有多大,我们的生命在哪里来,这都是地理课本以及物理课本上需要学习的知识。而研究天文能够丰富我们的教材,也能引起青少年的兴趣,为我们国家吸引更多的天文人才。

让我们了解更多的外在的东西,从那些外在的东西中了解地球的规律
这是木星离地球最近的时候,方便科学家对木星进行深入的研究,为天文研究作出更重要的贡献。
研究天文可以让我们更了解地理人文科技,对科学的发展有很大的帮助,也可以让我们在生活中更合理的运用知识。

木星的作用有多大

地球的守护者:木星

在太阳系中,除了太阳和八大行星之外,还有许多小行星、矮行星、彗星和其他天体。它们在太阳系中也受到太阳引力的束缚。此外,还有一些太阳系外的天体也偶尔造访太阳系,比如之前进入太阳系的Omomo。

这些天体和太阳系外的天体,往往会进入太阳的内侧。如果它们不顾一切地撞击地球,将会造成巨大的全球性灾难,对地球上的生命将是巨大的打击。

五百万年前,一颗直径10公里的小行星撞击地球,导致统治地球上亿年的大部分恐龙在短短两百万年内灭绝,只有少数进化成了后来的鸟类。小行星引发的大灭绝是地球46亿年历史中五次大灭绝中第二严重的一次。

木星的作用实际上是依靠自身的引力使将要进入太阳内圆的小行星离开。就拿之前的Omo Mo来说,木星利用引力弹弓效应,让Omo Mo的速度迅速增加并改变了运动方向,直接把Omo Mo送出了太阳系。

除了Omo,太阳系还有两条小行星带,一条在木星和火星之间,另一条是太阳系边缘的柯伊伯带。这两个小行星带的小行星会因为引力不平衡而移动到内太阳系,这对内太阳系的天体是一种威胁。但是木星可以利用自身的引力将这些小行星带离原来的轨道,保证内太阳系天体的安全。换句话说,木星充当了“守门员”的角色,确保了地球生命的安全。

并不是说只要木星在,地球就不会被这些小行星撞上。500万年前,木星错过了一次,造成了巨大的灾难。试想一下,如果木星不存在,地球会频繁被小行星撞击,地球上的生命很难演变成现在的局面。所以,如果没有地球,地球上最多可能只有微生物,地球表面会到处都是各种各样的陨石坑。


通过研究木星有助于追溯太阳系的起源吗?

有助于的,因为木星是太阳系最古老的行星,在太阳形成后就已诞生,捕获了太阳形成后遗留下的许多星际物质,堪称太阳系巨行星的“原始模型”。

并且自2021年10月以来,木星的亮度较亮,比较适合观测。按距离太阳由近及远的次序排第五颗。在天文学上,把木星这类巨大的行星称为“巨行星”。木星还是天空中最亮的星星之一,其亮度仅次于金星,比最亮的恒星天狼星还亮。

而且,木星是太阳系行星中当之无愧的王者,它是太阳系体积和质量最大、自转最快的气态行星,成分和太阳极其相似,它有着八颗行星中最大的体积、质量,还拥有最多的卫星,素有“巨人行星”之称。

研究木星对于追溯太阳系的起源是有帮助的。

虽然在几百年前,人们就在猜测,太阳系起源于一团星际气体云,但这团气体云的成分构成还不知道。随着观测技术的进步,人们知道了太阳的组成成分和太阳上各种元素的含量比例,但太阳毕竟已经“燃烧”约50亿年了,其各种元素的含量比例可能已经发生了很大变化。那么诞生出太阳系的原始星际气体云究竟是什么元素构成的呢?

木星是太阳系中最大的行星,有足够强大的引力吸引住各种固态和气态物质,而且在木星上没有发生过较强的化学变化,特别是在木星上没有核聚变反应发生,自形成以来,其成分含量比例没有发生过变化,是研究太阳系起源和太阳系原始星际气体云成分的最好样本。就是说,木星现在的构成成分和各种元素的比例,是与原始太阳系星云最接近的。

所以说,研究木星对于研究太阳系地起源有非常大的帮助。

木星的存在对地球来说有什么样的作用,如果没有木星会怎样?

众所周知,我们地球所在的恒星系是太阳系,太阳系作为一个单恒星的恒星其实在宇宙中是很罕见的,宇宙中大部分恒星系都和《三体》中描述的一样,是双恒星或者三恒星星系。


也正是得益于太阳系是一个较为稳定的恒星系,地球上才出现了生命,而这些生命也有足够的时间来演化。虽然说太阳系相对于多恒星星系更为稳定,但是这并不代表着太阳系中就没有危险,其实宇宙中危机四伏,太阳系中也有着许多巨大的小行星或者彗星在四处流浪。

提到小行星大家应该都能想带到“恐龙灭绝”,根据目前科学界主流说法,恐龙就是灭绝于一颗小行星撞击地球引起的环境剧变,据说一场酸雨就下了几百年,扬起的灰尘更是覆盖了全球很久很久。


因此地球也是面临过许多危机的,但是许多人应该不知道,在1994年的时候人类也差点步了恐龙的后尘成为地球的过客。

1994年,科学家观测到一颗由21颗小行星组成的巨大彗星正朝着地球方向飞来,这些小行星每颗直径都超过了500多米,科学家把这个彗星命名为苏梅克列维九号。

按照这个彗星飞行的轨道,如果没有任何意外的话,这个彗星将会撞击地球。要知道,一颗小行星就已经让统治地球数亿年的恐龙灭绝了,而这个由21颗小行星组成的彗星如果撞上地球,那么地球上的生命绝对是十死无生。


就在科学家为此提心吊胆的时候,这个彗星在经过木星周围的时候被木星强大的引力给拉了过去,苏梅克列维九号彗星径直的撞上了木星,这也是人类首次在太阳系观察到天体撞击事件,撞击产生的爆炸范围甚至比地球的体积还要大。


也正是这次撞击,让人类更多的了解到木星,木星也被天文学家冠以“太阳系清道夫”的美誉,要知道木星帮助地球挡住了许多灭顶之灾,可以说没有木星的存在的话,地球不可能安然无恙的存在几十亿年。据统计,木星的小行星撞击频率是地球的3000多倍。


试想一下,如果没有木星这个“保镖”的存在,那么人类估计每天都过得提心吊胆,因为以目前人类的技术,如果一颗巨大的小行星向地球撞来,人类并不能100%的改变其轨道或者在撞击之前先炸掉它,还是有一定的风险,一旦失败,那迎接人类的将会是灭亡。

也正因为地球有着木星和其他行星这样贴心的“保镖”,所以不少人认为太阳系的一切都是高级文明安排好的,每个星球都各司其职,整个太阳系也许就是高级文明的“实验室”。


也正是因为如此,所以迄今为止人类向地外发射了无数的信号才没有得到任何的回应,也没有找到任何外星文明的蛛丝马迹。

当然了,以上只是一个科学猜想,毕竟宇宙之大远不是我们能够揣度的,也许太阳系就是如此的特殊,特殊到像是有人安排了一切一样,地球也是如此的特殊,特殊到产生了宇宙中少有的生命。

关于木星的知识

技名词定义
中文名称:木星 英文名称:Jupiter 定义:太阳系八大行星之一.太阳系中最大的行星. 应用学科:天文学(一级学科);太阳系(二级学科) 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
求助编辑百科名片
木星木星,为太阳系八大行星之一,距太阳(由近及远)顺序为第五,亦为太阳系体积最大、自转最快的行星.木星主要由氢和氦组成,中心温度估计高达30,500℃.古代中国称之岁星,取其绕行天球一周为12年,与地支相同之故.西方语言一般称之朱比特(拉丁语:Jupiter),源自罗马神话中的众神之王、相当于希腊神话中的宙斯.
目录
基本参数
简介
发现
木星释放的能量
物理特性气态行星
石质的内核
行星表面有高速飓风
内核处可能高达20,000开
有较强的磁场
木星光环亮度仅次于金星
有一个尘埃层或环
有一层厚而浓密的大气层
大红斑
卫星木卫一
木卫二
木卫三
木卫四
木卫五
来自地球的使者“先驱者”冲锋在前
“旅行者”不负众望
“伽利略”功勋卓著
“朱诺”继往开来
占星学中的木星
历史记载《史记·天官书》
《马王堆帛书·五星占》
地形外观
表面环境
星体结构
行星环
观测资讯
1994年木星被撞事件
2009年木星被撞事件
研究发现木星曾吞噬一个10倍于地球的行星基本参数
简介
发现
木星释放的能量
物理特性 气态行星
石质的内核
行星表面有高速飓风
内核处可能高达20,000开
有较强的磁场
木星光环 亮度仅次于金星
有一个尘埃层或环
有一层厚而浓密的大气层
大红斑
卫星 木卫一
木卫二
木卫三
木卫四
木卫五
来自地球的使者
“先驱者”冲锋在前 “旅行者”不负众望 “伽利略”功勋卓著 “朱诺”继往开来占星学中的木星历史记载
《史记·天官书》 《马王堆帛书·五星占》地形外观表面环境星体结构行星环观测资讯1994年木星被撞事件2009年木星被撞事件研究发现木星曾吞噬一个10倍于地球的行星展开 编辑本段基本参数
  公转轨道:距太阳 778,330,000 千米(5.203 天文单位)   公转周期:木星绕太阳公转的周期为4332.589天,约合11.86年.   自转周期:木星赤道部分的自转周期为9小时50分30秒,两极地区的自转周期稍慢一些.   直径 :142,984 千米(赤道)   质量 :1.90*10^27千克   表面重力加速度:23.12 米每二次方秒.   逃逸速度:60.2 千米/秒   质量(与地球比):317体积(与地球比)1316   表层温度:其表面有效温度值为-168℃,而地球观测值为-139℃
编辑本段简介
  木星在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,是其它七大行星总和的2.5倍还多,是地球的318倍,而体积则是地球的1,321倍.按照与太阳的距离由近到远排,木星位列第五.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.木星是天空中第四亮的星星,仅次于太阳、月球和金星(在有的时候,木星会比火星稍暗,但有时却要比金星还要亮).木星主要由氢和氦组成,中心温度估计高达30,500℃.   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.对于它是什么目前仍有争论,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.
编辑本段发现
  木星是天空中第四亮的物体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些),早在史前木星就已被人类所知晓.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,它们是不以地球为中心运转的第一个发现,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,连同木卫一、木卫二、木卫四被称为伽利略卫星.其实木卫三是中国战国时代的天文学家甘德发现的,他著有《岁星经》和《天文星占》两书,可惜均已失传.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”.   甘德早在公元前346年发现了木卫三,比伽利略早了将近2000年.
编辑本段木星释放的能量
  近年来,对木星的考察表明: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.木星内部存在热源.   众所周知,太阳之所以不断放射出大量的光和热,是因为太阳内部时刻进行着核聚变反应,在核聚变过程中释放出大量的能量.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,以千奇百怪的旋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,有些科学家猜测,再经过几十亿年之后,木星将会改变它的身份,从一颗行星变成一颗名副其实的恒星.   木星和太阳的成分十分相似,但是却没有像太阳那样燃烧起来,是因为它的体积太小.木星要成为像太阳那样的恒星,需要将质量增加到现在的100倍才行.
编辑本段物理特性
气态行星
   朱庇特及木星符号
气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大(我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径).我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高.   木星由90%的氢和10%的氦(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成.这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似.土星有一个类似的组成,但天王星与海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了.   我们得到的有关木星内部结构的资料(及其他气态行星)来源很不直接,并有了很长时间的停滞.(来自伽利略号的木星大气数据只探测到了云层下150千米处.)
石质的内核
  木星可能有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量.内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态氢的形式存在.这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是).液态金属氢由离子化的质子与电子组成(类似于太阳的内部,不过温度低多了).在木星内部的温度压强下,氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源.同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰.   最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成,它们在内部是液体,而在较外部则气体化了,我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处.水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿.   云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰,铵水硫化物和冰水混合物.然而,来自伽利略号的证明的初步结果表明云层中这些物质极其稀少(一个仪器看来已检测了最外层,另一个同时可能已检测了第二外层).但这次证明的地表位置十分不同寻常--基于地球的望远镜观察及更多的来自伽利略号轨道飞船的最近观察提示这次证明所选的区域很可能是那时候木星表面最温暖又是云层最少的地区.   来自伽利略号的大气层数据同样证明那里的水比预计的少得多,原先预计木星大气所包含的氧是目前太阳的两倍(算上充足的氢来生成水),但目前实际集中的比太阳要少.另外一个惊人的消息是大气外层的高温和它的密度.
行星表面有高速飓风
  木星和其他气态行星表面有高速飓风,并被限制在狭小的纬度范围内,在接近纬度的风吹的方向又与其相反.这些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带,支配着行星的外貌.光亮的表面带被称作区(zones),暗的叫作带(belts).这些木星上的带子很早就被人们知道了,但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次发现.伽利略号飞船发回的数据表明表面风速比预料的快得多(大于400英里每小时),并延伸到根所能观察到的一样深的地方,大约向内延伸有数千千米.木星的大气层也被发现相当紊乱,这表明由于它内部的热量使得飓风在大部分急速运动,不像地球只从太阳处获取热量.   木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤纷的视觉效果,但是其详情仍无法知晓.   色彩的变化与云层的高度有关:最低处为蓝色,跟着是棕色与白色,最高处为红色.我们通过高处云层的洞才能看到低处的云层.   木星表面的大红斑早在300年前就被地球上的观察所知晓(这个发现常归功于卡西尼,或是17世纪的Robert Hooke).大红斑是个长25,000千米,跨度12,000千米的椭圆,足以容纳两个地球.其他较小一些的斑点也已被看到了数十年了.红外线的观察加上对它自转趋势的推导显示大红斑是一个高压区,那里的云层顶端比周围地区特别高,也特别冷.类似的情况在土星和海王星上也有.目前还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间.
内核处可能高达20,000开
  木星向外辐射能量,比起从太阳处收到的来说要多.木星内部很热:内核处可能高达20,000开.该热量的产量是由开尔文-赫尔姆霍兹原理生成的(行星的慢速重力压缩).(木星并不是像太阳那样由核反应产生能量,它太小因而内部温度不够引起核反应的条件.)这些内部产生的热量可能很大地引发了木星液体层的对流,并引起了我们所见到的云顶的复杂移动过程.土星与海王星在这方面与木星类似,奇怪的是,天王星则不.   木星与气态行星所能达到的最大直径一致.如果组成又有所增加,它将因重力而被压缩,使得全球半径只稍微增加一点儿.一颗恒星变大只能是因为内部的热源(核能)关系,但木星要变成恒星的话,质量起码要再变大80倍.
有较强的磁场
  宇宙飞船发回的考察结果表明,木星有较强的磁场,表面磁场强度达3~14高斯,比地球表面磁场强得多(地球表面磁场强度只有0.3~0.8高斯).木星磁场和地球的一样,是偶极的,磁轴和自转轴之间有10°8′的倾角.木星的正磁极指的不是北极,而是南极,这与地球的情况正好相反.由于木星磁场与太阳风的相互作用,形成了木星磁层.木星磁层的范围大而且结构复杂,在距离木星140万~700万公里之间的巨大空间都是木星的磁层;而地球的磁层只在距地心5~7万公里的范围内.木星的四个大卫星都被木星的磁层所屏蔽,使之免遭太阳风的袭击.地球周围有条称为范艾伦带的辐射带,木星周围也有这样的辐射带.“旅行者1号”还发现木星背向太阳的一面有3万公里长的北极光.1981年初,当“旅行者2号”早已离开木星磁层飞奔土星的途中,曾再次受到木星磁场的影响.由此看来,木星磁尾至少拖长到6000万公里,已达到土星的轨道上.   木星的两极有极光,这似乎是从木卫一上火山喷发出的物质沿着木星的引力线进入木星大气而形成的.木星有光环.光环系统是太阳系巨行星的一个共同特征,主要由小石块和雪团等物质组成.木星的光环很难观测到,它没有土星那么显著壮观,但也可以分成四圈.木星环约有6500公里宽,但厚度不到10公里.
编辑本段木星光环
  光环 距离
(千米) 宽度
(千米) 质量
(千克)
Halo 100000 22800 ?
Main 122800 6400 le13
Gossamer 129200 850000 ?
  (距离是指从木星中心到光环内侧边缘)[1]   木星环较土星为暗(反照率为0.05).它们由许多粒状的岩石质材料组成.   
木星有一个同土星般的环,不过又小又微弱.(右图)它们的发现纯属意料之外,只是由于两个旅行者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,但事实上它们是存在的.这两个科学家想出的真是一条妙计啊.它们后来被地面上的望远镜拍了照.   木星光环中的粒子可能并不是稳定地存在(由大气层和磁场的作用).这样一来,如果光环要保持形状,它们需被不停地补充.两颗处在光环中公转的小卫星:木卫十六和木卫十七,显而易见是光环资源的最佳候选人.   伽利略号飞行器对木星大气的探测发现在木星光环和最外层大气层之间另存在了一个强辐射带,大致相当于电离层辐射带的十倍强.惊人的是,新发现的带中含有来自不知何方的高能量氦离子.   1994年7月,苏梅克-利维9号彗星碰撞木星,具有惊人的现象.甚至用业余望远镜都能清楚地观察到表面的现象.碰撞残留的碎片在近一年后还可由哈勃望远镜观察到.
亮度仅次于金星
  在夜空中,木星是空中最亮的一颗星星(仅次于金星,但金星在夜空中往往不可见).四个伽利略的卫星用双筒望远镜可很容易的观察到;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它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.
有一个尘埃层或环
  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,因而长期以来一直未被我们发现.
有一层厚而浓密的大气层
  木星有一层厚而浓密的大气层,大气的主要成分是氢,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%.由于木星有较强的内部能源,致使其赤道与两极温差不大,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.由于木星的快速自转,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.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.   由于木星离太阳平均距离为7.78亿公里,因此木星的表面温度比地球表面温度低得多.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,木星是一个流体行星.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.
编辑本段大红斑
  
木星表面的大多数特征变化倏忽,但也有些标记具有持久和半持久的特征,其中最显著最持久,也是人们最熟悉的特征要算大红斑了.   大红斑是位于赤道南侧、长达2万多公里、宽约1.1万公里的一个红色卵形区域.从17世纪中叶,人们就开始对它进行时断时续的观测,1879年以后,开始对它进行连连续的记录,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.   大红斑是个什么结构?为什么是红色的?如何能持续这么长的时间?要了解这些问题,仅凭地面观测实在是无能为力的.   按照科学家雷蒙·哈依德的理论,大红斑是位于其下面的某种像山一类的永久特征所造成的大气扰动.但是“先驱者”发现木星表面是流体,完全排除了木星外层具有固态结构表面的可能性,上述理论也就是自然被扬弃了.   “旅行者1号”发回的照片使人清晰地看到,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,在木星的表面覆盖着厚厚的云层,大红斑是耸立于高空、嵌在云层中的强大旋风,或是一团激烈上升的气流所形成的.   在木星上,类似大红斑的特征还有一些.譬如,在大红斑的偏南处,有3个白色卵形结构,它们首次出现于1938年.另外,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,看来这个红斑只存在了两年左右.   木星上的斑状结构一般持续几个月或几年,它们的共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.它们相当于地球上的风暴,不过规模要大得多,持续时间也长得多.   木星云的绚丽多彩,证明木星大气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.据判断,大红斑是一个很冷的结构.令人不解的是,如果按平衡状态而言,所有的云彩都应该是白色的,只有当化学平衡被破坏后,才会出现不同的颜色.那么,是什么破坏了化学平衡呢?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.   大红斑的橙红色一直使人困惑不解.有人认为是大红斑中上升气流形成的云中放电现象.为此,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斑颜色之谜似乎提供了某种有益的启示.相当一部分天文学家认为,磷化物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,它为什么能持续如此长的时间呢?有人认为木星的大气又密又厚是大红斑长寿的主要原因,但这只是一种猜测.   大红斑和木星上其他卵形结构的长寿,主要包含两个问题:一个是这些斑状结构必须是稳定的,不然它们只能存在几天;另一个就是能源问题,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.至于这是为什么至今仍是个迷.
编辑本段卫星
  木星有62颗已知卫星.
本文标题: 木星在天文学研究中有哪些作用
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