9章:远征之星途－－－木星 (第2/3页)
很小，主要是东西风，最大风达13o～15o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－168c，而地球观测值为－139c，“先驱者11号”宇宙飞船的探测值为－148c，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，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1ooo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，并现它在1879～1882年，1893～1894年，19o3～19o7年，1911～1914年，1919～192o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”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”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，它们次出现于1938年。另外，1972年，地面观测现木星的北半球上出现一个小红斑，18个月以后“先驱者1o号”到达木星时，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。
自从卡西尼现大红斑以来，到今天已有3oo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可达4oo千米，而地球上的龙卷风最高时连它的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。
木星的卫星
木星有63颗已知卫星。
由于伽利略卫星产生的引潮力，木星运动正逐渐地变缓。同样，相同的引潮力也改变了卫星的轨道，使它们慢慢地逐渐远离木星。木卫一，木卫二，木卫三由引潮力影响而使公转共动关系固定为1:2:4，并共同变化。木卫四也是这其中一个部分。在未来的数亿年里，木卫四也将被锁定，以木卫三的两倍公转周期，木卫一的八倍来运行。木星的卫星由宙斯一生中所接触过的人来命名（大多是他的情人）。
卫星距离
（千米）半径
（千米）质量
（千克）现者现日期
木卫十六128ooo2o9.56e16synnott1979
木卫十五129ooo1o1.91e16jeitt1979
木卫五181ooo987.17e18barnard1892
木卫十四222ooo5o7.77e17synnott1979
木卫一422ooo18158.94e22伽利略161o
木卫二671ooo15694.8oe22伽利略161o
木卫三1o7oooo26311.48e23伽利略161o
木卫四1883ooo24oo1.o8e23伽利略161o
木卫十三oa11974
木卫六1148oooo939.56e18perrine19o4
木卫十1172oooo187.77e16ninetbsp;木卫七11737ooo387.77e17perrine19o5
木卫十二212ooooo153.82e16ninetbsp;木卫十一226ooooo2o9.56e16ninetbsp;木卫八235ooooo251.91e17me1otte19o8
木卫九237ooooo187.77e16ninetbsp;木卫一、木卫二、木卫三、木卫四于161o年由伽利略现，称为伽利略卫星。1892年巴纳德用望远镜现了木卫五，其他卫星都是19o4年以后用照相方法陆续现的。“旅行者号”飞船于1979年现了木卫十四，198o年又先后现木卫十五和木卫十六。除四个伽利略卫星外，其余的卫星半径多是几公里到2o公里的大石头。木卫三较大，其半径为2631公里。
木卫可分为三群：最靠近木星的一群——木卫十六、木卫十四、木卫五、木卫十五和四颗伽利略卫星等8颗，轨道偏心率都小于o.o1，顺行，属于规则卫星；其余均属不规则卫星。离木星稍远的一群卫星——木卫十三、木卫六、木卫十及木卫七，偏心离为o.11～o.21，顺行。离木星最远的一群——木卫十二、木卫十一、木卫八及木卫九，偏心率o.17～o.38、逆行。
木星的四个伽利略卫星和木卫五的轨道几乎在木星的赤道面上。“旅行者1号”对这五颗卫星作了考察。
木卫五是天文学家巴纳德于1892年在木卫一的轨道内现的，形状呈卵形。“旅行者1号”现它为浅灰色，上有一个长约13o公里、宽2oo～22o公里的微红区域。木星光环正位于木卫五的轨道里。
木卫一是16颗卫星中最著名的一颗，离木星很近，平均距离约42万千米。它的体积并不是很大，直径约364o千米，密度和大小有些类似月球，呈球状，整个表面光滑而干燥，有开阔的平原、起伏的山脉和长数千千米、宽百余千米的大峡谷，还有许多火山盆地。它的颜色特别的鲜红，比火星还红，可能是太阳系中最红的天体，上空由稀薄的二氧化硫大气及钠云所包围，并有很频繁的火山活动。旅行者1号探测器在木卫一的表面共现了9座火山，火山的喷高度为7o～3oo千米，喷度平均每秒1ooo米，比地球火山爆大。这些火山不断地喷出由二氧化硫组成的烟，降落在木卫一的表面。这些烟是本星磁层中许多粒子的主要来源，也就是木星磁层中辐射带最强的部分。木卫一是迄今在太阳系中所观测到的火山活动最为频繁和激烈的天体，这一现给天文学家对太阳系天体的研究提供了新的启示。
木卫二是一颗体积比月球小，但密度和月球差不多，表面非常光滑，被大量的冰覆盖着，好像是一个冰与奶油巧克力混合而成的大球体。所以从望远镜中看是一颗显得非常明亮的天体。木卫二的另一特征是冰面上布满了许多纵横交错、密如蛛网的明暗条纹，很可能是冰层的裂缝。在木卫二的表面覆盖一层5o千米厚的海洋，海洋的上面又覆盖着一层约5千米厚的冰层，也许这就是木卫二的表面如此光滑，反照率又这么高的原因。
木卫三是木星最大的一颗卫星，它的体积比水星大，表面呈黄色，可分为盖满冰层的明亮区和冰上堆积着岩质灰尘的黑暗区，并有几处横向错开的断层、线状地形、互相平形的山脊与深沟。这些线状地形互相重叠，显示它们形成的年代不同。因此，天文学家推断，木卫三可能曾经生过类似地球的板块活动。
木卫四的表面布满了密密麻麻的陨石坑，最明显的特征是一个像牛眼似的白色核心，外面被一层圆环包围着，类似同心圆盆地，直径达6oo～15oo千米。木卫四除了坑洞以外再也找不到其他特殊的地形，因而推断它是太阳系中最古老的卫星表面，在很早以前就终止了内部活动。
人类探索木星的情况
为了探测太阳系外围空间的物理情况，迄今为止，共射了4艘宇宙飞船，即“先驱者”1o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1o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3oo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日射，1974年12月5日到达木星。它离木星表面最近时只有4.6万公里，比“先驱者1o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2o日和9月5日，美国又相继射了“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”1o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。
伽利略是世界第一架天文望远镜的明者和4颗木星卫星的现者。19
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