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木星
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1.木星
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基本参数公转轨道距太阳 778,330,000 千米 (5.20 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。行星直径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。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。木星释放的力量近年来,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。物理特性气态行星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,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。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。木星光环(距离是指从木星中心到光环内侧边缘)

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,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。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)。

木卫一、木卫二、木卫三、木卫四于1610年由伽利略发现,称为伽利略卫星。1892年巴纳德用望远镜发现了木卫五,其他卫星都是1904年以后用照相方法陆续发现的。“旅行者号”飞船于1979年发现了木卫十四,1980年又先后发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20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0.01,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0.11~0.21,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0.17~0.38、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。木卫一木卫一是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3640千米,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发现了9座火山,火山的喷发高度为70~300千米,喷发速度平均每秒1000米,比地球火山爆发大。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,这一发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50千米厚的海洋,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,木卫三可能曾经发生过类似地球的板块活动。木卫四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600~1500千米。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。木卫五木卫五是天文学家巴纳德于1892年在木卫一的轨道内发现的,形状呈卵形。“旅行者1号”发现它为浅灰色,上有一个长约130公里、宽200~220公里的微红区域。木星光环正位于木卫五的轨道里。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4.6万公里,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。“伽利略”探测器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“伽利略”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。“卡西尼号”受到“伽利略号”成功的鼓舞,又研制了一个飞向土星的太空探测器,并且为了纪念卡西尼当年发现土星光环的环缝,就把这颗太空探测器取名为“卡西尼号”。

参加“卡西尼号”土星探测计划的国家一共有17个,它是人类进入空间时代以来最激动人心的大型国际合作课题之一。“卡西尼号”直径3米,高7米,重6.4吨,携带了27种最先进的科学仪器设备。“卡西尼号”还携带了一个专门用于探测土星最大卫星土卫六的探测器,取名为“惠更斯号”。

“卡西尼号”在北京时间1997年10月15日16时43分发射升空。如果仅仅依靠火箭的推力直接飞向土星,并要求它像现在这样在7年之内飞到土星,那么使用的燃料决不能少于70吨。然而,人类至今还不能制造可以携带这么多燃料的火箭。因此,“卡西尼号”采用了与“伽利略号”类似的办法,借用行星的引力来加快速度。

“卡西尼号”发射后,首先于1998年4月在距金星284千米处飞掠,利用金星引力获得加速。之后,它绕太阳一圈,于1999年6月再次在距金星600千米处飞掠,获得金星引力的第二次加速。同年8月,“卡西尼号”在距地球1171千米处飞掠,被地球引力再次加速。

“卡西尼号”第二次离开地球后,才飞往太阳系的外层。2000年12月,它在距木星约1000万千米处飞掠,获得了木星引力的加速。这时,它的速度超过了每秒30千米。然后,它才向目的地土星飞去。

土星离开地球的距离,最近时不到13亿千米,最远时也不超过16亿千米,然而“卡西尼号”由于采用了上述迂回的飞行路线,飞往土星的行程长达35亿千米。不过,磨刀不误砍柴功,飞行的时间并没有因此增加,而燃料却大大节省了。

北京时间2004年7月1日上午,“卡西尼号”已经来到了土星近旁。这时候的“卡西尼号”,离开我们的距离超过15亿千米,以至于它与地球之间的无线电通信联系,尽管无线电波以光速传播,可是单程就要花84分钟。于是,对于在“卡西尼号”发生的事情,就有了两个时间,一个是在“卡西尼号”上的时钟记录下来的一件事情真正发生的时间,另一个则是我们地球上的时钟记录下来的我们“看到”这件事情发生的时间,后一时间比前一时间晚84分钟。历史记载《史记·天官书》察日、月之行以揆岁星顺逆。曰东方木,主春,日甲乙。义失者,罚出岁星。岁星赢缩,以其舍命国。所在国不可伐,可以罚人。其趋舍而前曰赢,退舍曰缩。赢,其国有兵不复;缩,其国有忧,将亡,国倾败。其所在,五星皆从而聚于一舍,其下之国可以义致天下。

以摄提格岁:岁阴左行在寅,岁星右转居丑。正月,与斗、牵牛晨出东方,名曰监德。色苍苍有光。其失次,有应见柳。岁早,水;晚,旱。

岁星出,东行十二度,百日而止,反逆行;逆行八度,百日,复东行。岁行三十度十六分度之七,率日行十二分度之一,十二岁而周天。出常东方,以晨;入于西方,用昏。

单阏岁:岁阴在卯,星居子。以二月与婺女、虚、危晨出,曰降入。大有光。其失次,有应见张。其岁大水。

执徐岁:岁阴在辰,星居亥。以三月与营室、东壁晨出,曰青章。青青甚章。其失次;有应见轸。岁早,旱;晚,水。

大荒骆岁:岁阴在巳,星居戌。以四月与奎、娄晨出,曰跰踵。熊熊赤色,有光。其失次,有应见亢。

敦牂岁:岁阴在午,星居酉。以五月与胃、昴、毕晨出,曰开明。炎炎有光。偃兵;唯利公王,不利治兵。其失次,有应见房。岁早,旱;晚,水。

叶洽岁:岁阴在未,星居申。以六月与觜觿、参晨出,曰长列。昭昭有光。利行兵。其失次,有应见箕。

涒滩岁:岁阴在申,星居未。以七月与东井、舆鬼晨出,曰大音。昭昭白。其失次,有应见牵牛。

作鄂岁:岁阴在酉,星居午。以八月与柳、七星、张晨出,曰长王。作作有芒。国其昌,熟谷。其失次,有应见危。有旱而昌,有女丧,民疾。

阉茂岁:岁阴在戌,星居巳。以九月与翼、轸晨出,曰天睢。白色大明。其失次,有应见东壁。岁水,女丧。

大渊献岁:岁阴在亥,星居辰。以十月与角、亢晨出,曰大章。苍苍然,星若跃而阴出旦,是谓“正平”。起师旅,其率必武;其国有德,将有四海。其失次,有应见娄。

困敦岁:岁阴在子,星居卯。以十一月与氐、房、心晨出,曰天泉。玄色甚明。江池其昌,不利起兵。其失次,有应昴。

赤奋若岁:岁阴在丑,星居寅,以十二月与尾、箕晨出,曰天皓。黫然黑色甚明。其失次,有应见参。

当居不居,居之又左右摇,未当去去之,与他星会,其国凶。所居久,国有德厚。其角动,乍小乍大,若色数变,人主有忧。

其失次舍以下,进而东北,三月生天棓,长四丈,末兑,进而东南,三月生彗星,长二丈,类彗。退而西北,三月生天欃,长四丈,末兑。退而西南,三月生天枪,长数丈,两头兑。谨视其所见之国,不可举事用兵。其出如浮如沈,其国有土功;如沈如浮,其野亡。色赤而有角,其所居国昌。迎角而战者,不胜。星色赤黄而沈,所居野大穰。色青白而赤灰,所居野有忧。岁星入月,其野有逐相;与太白斗,其野有破军。

岁星一曰摄提,曰重华,曰应星,曰纪星。营室为清庙,岁星庙也。《马王堆帛书·五星占》相与营室晨出东方 ·秦始皇帝元 三 五 七 九 [二]

与东辟晨出东方 二 四 六 [八] [十] [三]

与娄晨出东方 三 五 七 [九] 一 [四]

与毕晨出东方 四 六 八 [卅] 二 [五]

与东井晨出东方 五 七 九 ·汉元 ·孝惠[元] [六]

与柳晨出东方 六 八 卅 二 二 [七]

与张晨出东方 七 九 一 [三] [三] [八]

与轸晨出东方 八 廿 二 [四] 四 [元]

与亢晨出东方 九 一 三 五 五 二

与心晨出东方 十 二 四 六 六 三

与斗晨出东方 一 三 五 七 七

与婺女晨出东方 二 四 六 八 ·代皇

秦始皇帝元年(前246年)正月,岁星日行廿分,十二日而行一度,终[岁行卅]度百五分,见三[百六十五日而夕入西方,伏]卅日,三百九十五日而复出东方。[十二]岁一周天,廿四岁一与大[白]合营室。木星的地形外观木星表面有红、褐、白等五彩缤纷的条纹图案,可以推测木星大气中的风向是平行于赤道方向,因区域的不同而交互吹著西风及东风,是木星大气的一向明显特征。大气中含有极微的甲烷、乙烷之类的有机成份,而且有打雷现象,生成有机物的机率相当大。

木星表面最大的特征,首推南半球的大红斑。这个巨大的圆形漩涡超过地球直径的3倍。大红斑的豔丽红色令人印象深刻,颜色似乎来自红磷。

科学家由舒梅克-李维9号彗星撞击后释出的大气成份检测出硫,得知木星大气含有硫的成份。木星的表面环境木星的成份绝大部分是氢和氦。木星离太阳比较远,表面温度低达摄氏零下150度,木星内部散放出来的热,是它从太阳接受的热的两倍以上,所以如果木星只靠太阳的热来加温,表面温度还会再低20度。木星的星体结构木星的表面是由液态氢以及氦所组成的,在深入地心为液态的金属氢,其核心为一个岩质的核,约有地球的两倍大,十倍重。

木星拥有非常大的磁场,表面磁场的强度超过地球的10倍。木星的磁气圈分布范围比地球磁气圈的范围大上100多倍,是太阳系中最大的磁气圈。由于太阳风和磁气圈的作用,木星也和地球一样在极区有极光产生。木星的行星环随着行星际空间探测器的发射,不断揭示出太阳系天体中许多前所未知的事实,木星环的发现就是其中的一个。早在1974年"先锋11号"探测器访问木星时,就曾在离木星约13万公里处观测到高能带电粒子的吸收特征。两年后有人提出这一现象可用木星存在尘埃环来说明。可惜当时无人作进一步的定量研究以推测这一假设环的物理性质。1977年8月20日和9月5日美国先后发射了"旅行者1号"和"旅行者2号"空间探测器。经过一年半的长途跋涉,"旅行者1号"穿过木星赤道面,这时它所携带的窄角照相机在离木星120万公里的地方拍到了亮度十分暗弱的木星环的照片。同年7月,后其到达的"旅行者2号"又获得了有关木星环的更多的信息。

根据对空间飞船所拍得照片的研究,现已知道木星环系主要由亮环、暗环和晕三部分组成。环的厚度不超过30公里。亮环离木星中心约13万公里,宽6000公里。暗环在亮环的内侧,宽可达5万公里,其内边缘几乎同木星大气层相接。亮环的不透明度很低,其环粒只能截收通过阳光的万分之一左右。靠近亮环的外缘有一宽约700公里的亮带,它比环的其余部分约亮10%,暗环的亮度只及亮度环的几分之一。晕的延伸范围可达环面上下各1万公里,它在暗环两旁延伸到最远点,外边界则比亮环略远。据推算,环粒的大小约为2微米,真可算是微粒。这种微米量级的微粒因辐射压力、微陨星撞击等原因寿命大大短于太阳系寿命。为了证实木星环是一种相对稳定结构这一说法,人们提出了维持这种小尘埃粒子数量的动态稳定的几种可能的环粒补充源。木星的观测资讯一般小型的 双筒望远镜可以看到木星以及身旁的四大卫星,因为他的光度十分明亮,所以即使是在大都市中也可以在夜空中找到他的位置。在小型天文望远镜中,可以看到木星 较清晰的结构如大红斑以及与四大卫星,且卫星与木星的相对位置会随时间而改变,就像一个"小太阳系"一样,十分有趣。

人造卫星怎样通过木星引力场加如果以木星为参照系,你说的没错,人造卫星飞临木星时的速度和它离开木星的速度是相等的(在距木星同样距离的时刻,例如10万公里),因为离木星的距离没有变,引力势能没有变,根据能量守恒的原则,卫星与木星相对运动速度所具有的动能不会变,所以相对于木星的运动速度数值也不会变(但速度方向会变),但我们所说的加速不是以木星为参照系的,而是以太阳。木星本身是绕太阳运动的,卫星要想获得加速,必须以与木星运动轨道的有一定角度的方向接近木星,并尽量以木星运动同方向的角度(沿轨道切线方向)离开木星。这样一来,相对于木星,卫星进入木星引力场和离开后的速度是相等的,但相对于太阳系,卫星的速度就增加了。2009年木星被撞事件7月21日,据国外媒体报道,澳大利亚一位业余天文爱好者安东尼·卫斯理,在当地时间20日凌晨1点利用自家后院的14.5英寸反射式望远镜发现木星被彗星或者小行星撞击,在木星表面留下地球般大小的撞击痕迹。安东尼·卫斯理介绍说,他起初曾认为该斑点是木星的一颗卫星,但随后的进一步观测表明,其运动轨迹与任何一颗已知的木星卫星的均不相同。除此之外,这一斑点所处的位置和形状也显示,不可能是某颗木星卫星投下的阴影,故推断为是一次撞击事件。这个撞击木星的星体本身直径可能仅有80至160千米左右,当时该星体撞向木星的速度可能为50-100千米/每秒。此次撞击事件应该发生在两天以内。人们仍然可以在未来几天观察到撞击发生以后木星的变化。

几小时以内,卫斯理发布的照片就遍布科学网站。这一发现在空间观察领域掀起轩然大波。美国航空航天局喷气推进实验室在20日晚上9点证实了卫斯理的发现,并于21日证实,木星在过去相当短一段时间内再次遭遇其他星体撞击,使木星南极附近落下黑色疤斑,撞击处上空的木星大气层出现一个地球大小的空洞。据报道,美国航天局仍在继续追踪观测木星,以获取更多信息,包括证实撞击物究竟是彗星还是其他物质。由于此次相撞的时间很可能与15年前的彗木相撞重合,科学家还希望研究其间是否存在某种规律。