什么是巨大的木星?
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发布时间：2023-09-19 08:42
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时间：2024-11-15 19:27
在20世纪四五十年代间，天文学家基于地面观测所得到的证据，开始对这一巨型天体形成现代看法。天文学家外尔德（Rupert Wildt，1905—1976）在认识木星的结构、动力学和起源方面走在前列。在前太空时期，最引人注目的事实看来就是这一巨型行星更像是太阳，而不像地球。太阳系的内行星（那些在小行星带之内，靠近太阳的行星）都是固态小天体。如果有卫星的话，也只有少数几个，而远离太阳的行星则大部分是由不同的材料组合而成。除了所知甚少的冥王星之外，其他行星都是气态巨星，主要由最简单的元素氢和氦组成。这些外层行星大多还有数量庞大的卫星系统。近来的探测表明，所有这四个气态巨星——土星、木星、天王星和海王星——在其周边都有围绕着行星旋转的光环系统。考虑到内外行星之问具有这些重大差别，现代科学家开始理解为什么木星作为一个行星，它的历史与地球如此大相径庭。
自从大约45亿年前与太阳系同步形成以来，诞生于星云物质的木星和其他原型行星增长得非常快，其强大引力有利于它们抓住原始物质。因此，“构成”木星的化学元素在特性上“和太阳相似”，并且保持至今。尽管地球和内行星都是由同样的星云物质产生，但它们却不能有效地抓住像氢和氦这样的轻气体。于是两类行星经历了非常相异的演化过程。
但是，如果木星在成分上与太阳或其他恒星非常相似，为什么它不继续演化以至于变成一颗恒星呢？
回答又一次涉及木星的大小。尽管它已经大到足以保留它的类恒星组成和它的卫星家族，却没有大到足以在其内部深处开始核反应，从而触发星体爆炸。然而，木星释放的能量的确比从太阳接收的能量要多（不像固态行星）——这主要是由于行星形成过程中，剩余能量产生大量的热加上引力收缩以及其他过程造成的。
第一艘到达木星的星际太空船是先驱者10号，于1972年发射，1983年6月13日*完成飞行任务，成为第一个留在太阳系的人造天体。它和它的孪生兄弟先驱者11号，送回了当时最好的数据和照片。后来在1977年，美国发*两艘旅行者号太空船，以精彩的特写镜头拍摄了外层行星的卫星系统、光环和这些行星本身，这些图片改变了我们对四大气态巨星的认识。旅行者1号在1979年飞越木星，1980年飞越土星，使我们得以近距离窥视木星和土星。旅行者2号停靠了更多的站，1979年飞越木星，1981年飞越土星，1986年飞越天王星，以及1989年飞越海王星。到了2003年，旅行者1号已经越过了太阳系最远的边界，超过了太阳风（也叫做日光层）的外缘。
先驱者和旅行者的太空飞行第一次让科学家对木星的大红斑作了详细观察，有机会观察到那里发生的强烈大气运动。令人惊讶的是，他们发现木星也有一个光环系统，只是比土星光环薄得多，只有大约0.6英里厚，而且是由两部分组成的，一部分约为500英里宽，另一部分则为3200英里宽。
先驱者和旅行者太空船最惊人的发现之一是木星的伽利略卫星存在各种不同的环境。所谓伽利略卫星指的是伽利略在17世纪发现木星有四个大的内卫星，于是美国宇航局计划了一次特殊的太空飞行——伽利略号太空船，1996年6月抵达大卫星木卫三。这是美国宇航局最成功的太空飞行之一。它在7年里多次近距离掠过木星、木卫一、木卫二、木卫三和木卫四，发现木卫一有强烈而且频繁变动的火山活动，木卫二和木卫三在冰面下有可能存在着液体海洋。特别是木卫二的冰面上显示有绳索状的印记，似乎是冰面重新冻结后形成的裂缝，泥泞的液体在此喷涌而出。有些科学家认为，在木卫二海洋的极端条件中，生物，可能是微生物，有可能生存，特别是如果它被木星和木卫二之间的潮力温暖的话。在地球的极端环境下，例如深海的火山口或者极地冰冠下，也发现过生命的例子。这些例子使得生物学家和地外生物学家修正原先关于生命生存条件的观念。
木卫三是木星系统中最亮的卫星，它也许是由岩石和冰组成的，很可能还有液体海洋。它的表面到处都是黑暗的多坑地带和新近形成的许多平行的山和谷。奇怪的是，木卫四却不存在地质活动史的线索，它的冰状厚地壳（也许厚达150英里）是太阳系中最厚实的地壳。为什么会有这么大的差别呢？
在经历多次的延期之后，伽利略号于2003年冲入木星气状地壳，从而结束其探索使命，就在这一过程中它还在报告它的发现。它的任务完成得非常成功——尽管主天线由于被卡住而在全程中都没有用上。
