是木星,我前段时间也一直在追踪它,后来发现是木星,你到新华书店买那本《太阳系之旅》,82页,有星图,说得很详细。
要不你自己给它命名:"额外欢乐一"吧
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木星古称岁星,是离太阳第五颗行星,而且是最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大2倍(地球的318倍)。木星绕太阳公转的周期为4332589天,约合1186年。木星(aka Jove)希腊人称之为 宙斯(众神之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是Cronus(土星的儿子。)
公转轨道: 距太阳 778,330,000 千米 (520 天文单位)
行星直径: 142,984 千米 (赤道)
质量: 1900e27 千克
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。
木星在1973年被先驱者10号首次拜访,后来又陆续被先驱者11号,旅行者1号,旅行者2号和Ulysses号考察。目前,伽利略号飞行器正在环绕木星运行,并将在以后的两年中不断发回它的有关数据。
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。)
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,以液态金属氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿巴压强下才存在,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。
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,在连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,总以容纳两个地球。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。
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。
木星有一个巨型磁场,比地球的大得多,磁层向外延伸超过65e7千米(超过了土星的轨道!)。(小记:木星的磁层并非球状,它只是朝太阳的方向延伸。)这样一来木星的卫星便始终处在木星的磁层中,由此产生的一些情况在木卫一上有了部分解释。不幸的是,对于未来太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号设计的专家来说,木星的磁场在附近的环境捕获的高能量粒子将是一个大障碍。这类辐射类似于,不过大大强烈于,地球的电离层带的情况。它将马上对未受保护的人类产生致命的影响。
伽利略号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。
木星有一个同土星般的光环,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。
木星的光环较土星为暗(反照率为005)。它们由许多粒状的岩石质材料组成。
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。
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博望远镜观察到。
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。
液态行星
木星的内部结构与众行星不同,它没有固体外壳,在浓密的大气之下是液态氢组成的海洋。
用天文望远镜观察木星,突出的特性是它那扁球形的外貌。其赤道半径与极半径相差近5000公里。木星的赤道半径为71400公里,为地球的112
30倍。体积为地球的1316倍。质量为19×10克,为地球质量的31790倍,比太阳系所有的行星、卫星、小行星等大小天体加在一起还重15倍。木星
3的平均密度是133克/厘米 ,比水稍大。这说明,木星的大部分物质处于
2气体状态。木星两极的表面重力加速度为2322米/秒 ,赤道上为2707
2米/秒 。在木星表面上,物体要有 61公里/秒的速度才能脱离木星。所以木星能束缚住大量气体而不让它们跑掉。
木星和其他行星一样,也围绕太阳在椭圆轨道运动,轨道半长径约为52天文距离单位(即与太阳平均距离约为778亿公里),绕太阳公转一圈为1186年,木星虽然在太阳系中体积最大,但却是太阳系中自转最快的行星,赤道部分自转一周为9小时50分30秒。由于自转速度快,使得它的形状很扁,大气条纹沿赤道伸展。
木星有稠密的大气,主要成分为氢和氦,还有甲烷、氨、碳、氧及少量的铁和硫。通过天文望远镜,我们看到木星有一些明暗交替的带纹平行于木星的赤道。这些带纹是木星快速自转而产生的大气环流。它们有上千公里厚,因而使我们看不见木星的表面。带纹中有时出现寿命长短不一的亮斑或暗斑。在木星赤道以南,有一个大红斑,它于1665年被法国天文学家卡西尼发现,至今已存在300多年了。大红斑呈蛋形,宽14000公里,长30000公里。其宽度似乎不变,长度却由发现之初的30000公里逐渐延伸为40000公里,现又缩到二万多公里。大红斑不但大小有变化,而且颜色也有变化,它有时浓艳,有时暗淡。大红斑是一个含有红磷化合物的大气漩涡,朝逆时针方向旋转,温度似乎比周围的木星大气低些。
对木星的辐射探测使我们得知,虽然木星不发光,但它发射的总辐射却是所受太阳辐射的25倍。这说明木星除了反射太阳的光和热之外,还具有内能源,其核心处于高温高压状态,但还不足以产生热核反应。科学家认为,木星过剩的能量是木星形成之初,从原始星云中聚集的热能。
为了探测太阳系外围空间的物理情况,迄今为止,共发射了4艘宇宙飞船,即“先驱者” 10号、 11号,“旅行者” 1号和2号。它们都肩负着美国宇航局的重大科学考察项目。“先驱者10号”于1972年3月2日上午,一路上考察了行星际物质;1973年12月3日与木星会合,在离木星13万公里处飞掠而过,探测到木星规模宏大的磁层,研究了木星大气,送回300多幅木星云层和木星卫星的彩色电视图像。“先驱者11号”飞船于1973年4月6日发射,1974年12月5日到达木星。它离木星表面最近时只有46万公里,比“先驱者10号”近两倍。送回有关木星磁场、辐射带、重力、温度、大气结构以及4个大卫星的情况,并按地面指令调整航向,飞越在地面因视角不合适而难于观测的木星南极地带。“先驱者11号”在完成任务后,向着土星飞去。1977年8月20日和9月5日,美国又相继发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”飞船。这两艘飞船在仪器设备方面比“先驱者”10号和11号先进。“旅行者1号”于1979年3月飞临木星,在3天之内探测了木星和4个伽利略卫星,以及木卫五,拍摄了数以千计的彩色照片,并进行了一系列科学考察。“旅行者2号”于1979年7月飞临木星,对木星进行了考察。两艘飞船在离开木星后,还要继续探测土星、天王星和海王星,然后飞出太阳系,到茫茫的宇宙中去寻找知音。
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03~08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7~8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。
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128万公里。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。
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13万公里。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778亿公里,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-150℃,均比理论值高,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,11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。
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11万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。
1957年,第一颗人造卫星的发射,为人类进一步了解繁花似锦的宇宙竖起了一架天梯,开创了空间天文学的研究领域,使“九天揽月”的梦幻变成了事实。
1973年12月3日,美国宇航局发射的第一个木星探测器“先驱者10号”到达木星,一年之后,它的姊妹飞船“先驱者11号”于1974年12月2日飞掠这个巨行星。这两个探测器取得了探测外太阳系天体的非同一般的成就。它们传送回来的彩色图像,第一次向我们展示了木星云层系统的复杂性,揭示了大红斑中的气体运动,在木星的全球性云系的细微结构方面,给人一种引人入胜的新概念。
在“先驱者”之后,美国宇航局又在1977年8月20日和9月5日先后发射了“旅行号2号”和“旅行者1号”。由于两个探测器飞经的轨道不同,
“旅行者1号”于1979年3月5日先到达木星,“旅行者2号”于同年7月9日相继到达。它们拍摄了成千幅奇妙而美丽的,积累了大量的木星大气结构和动力学的资料。
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,其浩翰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。
另外,木星云的颜色还涉及到木星大气中的化学成分。从光谱分析证认出木星大气中含有5种物质:氢、氦、氨、甲烷和水,此外还推测有氢的硫化物存在。这些都是无色的。云带出现颜色,必定有其他着色物质,如硫化铵、硫化氢铵以及各种有机化合物和复杂的无机聚合物。“旅行者1号”曾在木星云层上面发现过闪电,这表明,那里可能存在着相当复杂的碳氢化合物分子。此外,在木星的背阳面,还发现了30000公里长的极光,证明木星大气受到很多高能粒子的袭击。
科学家认为,染色是一个微妙的过程,它包含偏离平衡状态的信息和化学成分的示踪。据推测,云的颜色与高度的相关性,可以反映形成化学反应的过程。例如,较高的区域接收到更多的日光照射和更多的荷电粒子流。某些区域会有更多的闪电,另一些区域则是垂直方向运动特别强烈的地带,等等。
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。
关于能源,天文学家提出了一系列模型。“旋风”模型推论说,像大红斑这种卵形结构是巨形对流槽,它们从下面的凝聚气体中提取能量。“切变不稳定性”模型认为,它们从处于其中的区域性股流内抽取能量。还有一种模型,假设它们从较小的、由浮力驱动的涡流中获取能量。再有,就是设想大型卵形结构通过吸收小型涡流来得到能量。此外,还有孤立波理论,等等,但争议都很大。要想形成正确的理论模型,看来还要对“旅行者”的资料作进一步的分析、研究,并最好能对木星大气再作一次深入的实地考察。
伽利略是世界第一架天文望远镜的发明者和 4颗木星卫星的发现者。1989年,美国宇航局发射了以他的名字命名的一个木星探测器,预定在1995年12月飞抵木星。据说,它是迄今发射的最复杂、最先进的行星探测器。
科学家赋予“枷利略”探测器三项使命:(1)探测木星大气层,包括化学组成、同位素比例、木星大气层垂直结构的轮廓图;木星大气层温度、压力轮廓图;木星云层的位置和结构;大气辐射能的平衡;木星闪电的出现频率及其特征等资料。(2)木星的卫星情况,提供木星系形成与演化的研究资料。 (3)了解木星磁层结构的特征。
为了完成这些科学考察任务,“伽利略”探测器由木星轨道器和木星大气层探测器两部分组成。后者是为深入木星大气层考察而设置的,它将在到达木星之前5小时与轨道器分开,然后在木星的巨大引力作用下,出入木星赤道附近的大气层进行探测,考察一些表征大气性质的要素,如大气层的温度、压力、大气结构等。它还将通过大气中氨冰云、氢硫铵云和水冰云,进入大气深处探测。限于观测条件,它只能工作一个小时,取得资料后发给绕木星运行的轨道器,然后由轨道器转发回地球。
在子探测器考察木星大气的同时,轨道器对木星本体磁层和4颗枷利略卫星进行测量。
“伽利略”探测器不负众望,圆满完成各项考察任务,为揭示木星大大小小的谜提供第一手资料,为提高和深化人们对木星大红斑、大气、木星本体,乃至整个木星系的认识,作出历史性贡献。
候补的“太阳”
木星难道仅仅是行星吗?为什么不能把它看作是颗未来的恒星,看作是正在向恒星方向发展的天体呢?读者也许会惊讶:这样提问题是否太荒唐了?本世纪80年代初,前苏联科学家苏切科夫提出木星也许是颗正在发展中的恒星这种新见解之后,确实遭到了不少非议。但是,苏切科夫的意见也并非“空中楼阁”,毫无依据。他的主要观点是:木星内部在进行热核反应,它有自己的热核能源,应该归到“能自己发热、发光”的恒星类天体里去。
事情真是那样子吗?
木星离太阳比地球远得多,它接受到的太阳辐射也少得多,表面温度理所当然要低得多。根据计算得出的结果,木星表面温度应该是零下168摄氏度。可是,地面观测得出来的温度是零下 139摄氏度,与计算值相差近30摄氏度,这无论如何不可能是由误差造成的。让探测器在木星附近进行测量,准确程度理应更高些。“先驱者11号”于1974年12月飞掠木星时,测得的木星表面温度为零下148摄氏度,仍比理论值高出不少,说明木星有自己的内部热源。
对木星进行红外线测量也反映出类似情况。如果木星内部没有热源,它吸收到的热量和支出的应该达到平衡,地球和水星等类的行星的情况正是这样。木星却不然,它是支大于入,约大15~20倍,这超支的能量从哪里来呢?很明显,只能由它自己内部的热源予以补贴。
木星是一颗以氢为主要成分的天体,这与我们的地球有很大的差异,而与太阳相似。木星与太阳这两个天体的大气,都包含约90%的氢和约10%的氦,以及很少量的其他气体。关于木星的内部结构,现在建立的模型认为它的表面并非固体状,整个行星处于流体状态。木星的中心部分大概是个固体核,主要由铁和硅组成,那里的温度至少可以有30000度。核的外面是两层氢,先是一层处于液态金属氢状态的氢,接着是一层处于液态分子氢状态的氢;这两层合称为木星幔。再往上,氢以气体状态成为大气的主要成分。
具有如此结构的天体,其中心能否发生热核反应而产生出所需的能量来呢?许多人认为是可疑的,甚至不可能的。况且木星的质量并没有达到太阳质量的007。
比起太阳来,木星确实有点“小巫见大巫”。称“霸”其他行星的木星,体积只有太阳的千分之一,质量只及太阳的1/1047,即约0001个太阳质量,而中心温度也只有太阳的五百分之一。有人认为,这并不妨碍木星内部存在热源,因为它是在木星形成过程中产生并积累起来的。
前苏联学者苏切科夫等的意见是颇为新颖的,他认为木星内部正进行着热核反应,核心的温度高得惊人,至少有28万度,而且还将变得越来越热,释放更多的能量。释放的速度也将进一步加快。换句话说,木星在逐渐变热,最终会变成一颗名副其实的恒星。
我国学者刘金沂对行星
提问者采纳
星座是按阳历(公历)日期划分的,首先你得知道你的阳历出生日期,然后对照下面的资料。
白羊座:3月21日~4月20日
金牛座:4月21日~5月21日
双子座:5月22日~6月21日
巨蟹座:6月22日~7月22日
狮子座:7月23日~8月23日
处女座:8月24日~9月23日
天秤座:9月24日~10月23日
天蝎座:10月24日~11月22日
射手座:11月23日~12月21日
魔羯座:12月22日~1月20日
水瓶座:1月21日~2月19日
双鱼座:2月20日~3月20日
上面是12星座日期查询表,对照表格便可知道自己所属星座。
内容简介
天文学是一门奥妙无穷,令人神往的学科。作者把历代天文学家创造“量天尺”的过程娓娓道来,介绍了从近处的月亮到极远处的类星体的距离的量、估,包含了大量的天文知识和历史知识。作品文笔流畅,故事性强,是难得的天文科普佳作。
作者简介
卞毓麟,1965年南京大学天文学系毕业,在中国科学院北京天文台(今国家天文台)从事科研30余年,1998年前往上海科技教育出版社致力于科技出版。现为中国科学院国家天文台客座研究员,上海科技教育出版社特邀编审。曾任中国科普作家协会副理事长,中国天文学会常务理事,上海市天文学会副理事长等。曾获全国先进科普工作者、全国优秀科技工作者、国家科技进步奖二等奖、上海市科技进步奖二等奖、上海科普教育创新奖科普贡献奖一等奖、中国天文学会九十周年天文学突出贡献奖等表彰或奖励。科普作品屡获、省部级奖。
目录
序曲 1
“天上的市街” 1
星座与亮星 2
大地的尺寸 7
首次估计地球的大小 7
第一次丈量子午线 9
三角网和大地的模样 11
明月何处有 15
第一个地外目标——月亮 15
从街灯到天灯 18
雷达测月和激光测月 21
太阳离我们多远 24
转向了太阳 24
开普勒和他的三定律 26
卡西尼测定火星视差 30
金星凌日 34
地球的小弟弟——小行星 36
小行星的功绩 39
太阳究竟有多远 41
间奏:关于两大宇宙体系 43
测定近星距离的艰难历程 51
恒星不再是“固定的” 51
泛舟泰晤士河的收获 54
恒星终于被征服了 57
三角视差的限度 64
通向遥远恒星的第一级阶梯 68
星星的亮度 68
恒星光谱分类 71
有趣的赫罗图 74
分光法的妙用 76
再来一段插曲:银河系和岛宇宙 79
从德谟克利特到康德 79
银河系的真正发现 82
宇宙中的“岛屿” 86
通向遥远恒星的第二级阶梯 91
聋哑少年和造父变星 91
一根新的测量标杆 96
球状星团和银河系的大小 99
巡天遥测十亿岛 103
欲穷亿年目 更上几层楼 109
接力棒传给了新星和超新星 109
亮星也来出一把力 111
由大小知距离 112
集体的贡献:累积星等 114
耐人寻味的红移 117
膨胀的宇宙 122
尾声 127
类星体之谜 127
飞出太阳系 131
结束语 137
后记 140
引读 评《星星离我们多远》 王绶琯146
媒体评论
《星星离我们有多远》用陈述故事的方式把历代天文学家创造“量天尺”的过程放到科学原理的叙述中,这样既介绍了科学知识又饶有兴味地衬托出历史人物和背景。
——中国科学院院士、北京天文台原台长 王绶琯
《星星离我们有多远》一书为我们展示了天文学家如何兢兢业业,利用各种巧妙方法测量天体距离的历程。我国著名天文学家、紫金山天文台台长张钰哲先生说,这是近年来写得很好的一本书。
——天文史家、科普作家 刘金沂
精彩片段
首次估计地球的大小
在很久很久以前,人们无疑发现“天”是很远的。因为,无论你站在地上,爬到树上,还是攀至山巅,天穹总是显得那么高,日月星辰始终是那么远。有什么办法知道星星的距离呢?
那时,人们以为地球就是宇宙的中心,以为太阳、月亮、行星和恒星都绕着地球转。人们以为所有的恒星都镶嵌在一个透明的球(也许是个硕大无朋的水晶球)上,这个球就叫做“恒星天球”,或者叫做“恒星天”。对恒星天的距离有过种种猜测,就像对“月亮天”、“太阳天”、“水星天”……的距离有过种种猜测一样。
古希腊有一位聪明的哲学家和数学家,名叫毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前580~约前500年)。他发现在直角三角形中,两直角边的平方之和恰好就等于斜边的平方。学过初等几何的人都知道,这正是“勾股定理”,西方人称之为“毕达哥拉斯定理”。他和他的弟子们自成学派,崇尚唯美主义。他们认为宇宙是极端美妙和谐的,这种和谐美的表现之一便是八重天的高度恰好与八度音的音高成正比。这种想法在今天看来显得有些可笑,但对2000多年前的古人来说,却是对“星星离我们有多远”的一种猜测,尽管它不免染上了一些神秘色彩。
我国古籍《列子·汤问》篇中有一个著名的故事,叫做“两小儿辩日”。其中一个小孩说早晨的太阳离我们更近些,因为它看起来较大;另一小孩则说中午的太阳离大地更近,因为它比早晨的太阳热得多。他俩当然不知道太阳究竟有多远,可是“太阳的远近”这个问题却提出来了。
测量地球这个天体本身的大小,则是估算天体绝对尺度的第一级入门之阶。那已经是2200多年前的事情了。公元前240年前后,当时世界上最先进的科学机构——埃及的亚历山大城图书馆,有一位名叫埃拉托塞尼(Eratosthenes,约公元前276~约前194年)的馆长。他思索着这样一个事实:6月21日这天正午,太阳在塞恩城(现代埃及的阿斯旺)正当头顶,但在塞恩城北面5 000希腊里(1希腊里=1585米)的亚历山大城,这时的太阳却不在头顶(图4)。在那儿,阳光对铅垂线倾斜了一个小小的角度z,这个角度正好等于一个圆周的1/50(7°多一些)。埃拉托塞尼认识到,造成这种差异的原因必定是由于地面的弯曲。既然经过从塞恩城到亚历山大城的这5 000希腊里(约792千米),地球表面弯曲了一个圆周的1/50,那么整个地球的周长应该是多少希腊里、或者多少千米呢?
当然,这里有一个前提,那就是古希腊人接受大地呈球形这一观念。从唯美的信念出发,球形也是所有形体中最匀称最完美的构形。
对埃拉托塞尼来说,这样的数学问题真是太简单了。今天一位聪明的小学生就能算出它的答案,结果是:地球的周长为792×50=39 600(千米),地球的直径则为12 700千米。它与今天用现代技术测量的结果接近得真是令人吃惊。如今,人们知道地球的直径是12 742千米,周长则约为 40 000千米。
可惜,古希腊人并未普遍接受埃拉托塞尼关于地球大小的这个准确数值。大约在公元前100年,另一位古希腊天文学家波西冬尼斯(Posidonius,约公元前135~约前50年)用同样的方法重复了埃拉托塞尼的工作。他在测量中利用的不是太阳,而是老人星(船底α)。他不如埃拉托塞尼测得那么准确,得到的地球周长仅为18万希腊里,即28 800千米。
结果,从古希腊最后一位杰出的天文学家托勒玫(Claudius Ptolemaeus,约公元90~约168年)直到发现新大陆的哥伦布(Christopher Columbus,约1451~1506年),都采用了波西冬尼斯这一过于小的数字。只是到了麦哲伦(Ferdinand Magellan,约1480~1521年)船队的幸存者们历尽艰难险阻,终于在1522年环绕地球一周回到欧洲后,才纠正了这一错误。
不过,在麦哲伦之前800年,在欧亚大陆的另一端,就进行了世界上第一次大规模的子午线实地测量。
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