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回顧:木星多可怕?僅僅一個風暴就能放下3個地球,內部環境十分恐怖

2024-06-25科學

前言‍

人類自從在天文學方面有了重大進展和發現後,對世界的認知便不再局限於小小的地球之上,從此多了一個地方那便是 宇宙

哥白尼的 日心說 讓人們知道了地球並非宇宙的中心,在後來的宇宙發現中也認識到太陽也不過是恒星天體體系裏再普通不過的一個。

而隨著近代工業的發展和科學技術的進步,人類的工業力量也變得日漸強大,以前古人對星空僅在壁畫、詩詞等一些文學作品有過記錄和描述,如今人類已經可以親自去往月球探索,發射探測器探索宇宙深空,更好地了解我們所在的世界。

美國阿波羅登月計劃

而太陽系便是我們的起點,也是人類天文學的啟蒙星系,在這裏我們發現了天體運作的規律和機制,了解了行星的運轉和恒星的作用機制,對於行星的發現有著超乎以往的想象。

初始星系‍

當天文學得到正式發展後,17世紀在 伽利略、克卜勒 等天文學家的理論引導下,人們發現了 恒星公轉的天體體系 ,以往的神學說被徹底顛覆,科學也得到了良性的引導發展, 天王星 也在此後不久成為了第一顆被發現的行星。

在進入現代以後,上世紀美國和蘇聯的太空競賽為人類的航天事業作出了重要發展,其中太空航天探測器的探測帶來了比以往任何時候都要豐富的數據,包括清晰的照片,隨後發現了 水星、金星、地球、火星、土星、木星、海王星, 包括矮行星如 冥王星 這種,太陽系的面貌也開始逐步揭開面紗。天體星系組成也開始被發現。

太陽系八大行星執行軌域

人類還在後來的開發中進行了登月,真切地感受了來自月亮的邀請,對於宇宙的認知隨著現代物理理論的發展也逐漸清晰了起來。而太陽系以今天人類已知的天體系統來講,只有八大行星存在,其他的為 行星帶、小行星、彗星 為主要的天體構成,以及圍繞行星運轉的衛星。

最大‍行星

在太陽系中,最引人註目的應該是 木星 了。它是存在於太陽系中距離太陽第五的一顆行星。這顆行星最早的觀測人是 伽利略 ,但是那時並沒有像樣的觀察裝置,望遠鏡也在初期的發展階段,對木星的觀察更多的是 木星帶 ,發現了圍繞木星運動的衛星。到了後來天文學家們利用先進的儀器進行觀測後,木星開始進入大眾的視野。

木星在發現之初有著各種各樣的名字,人類早期在對星象觀察時對木星的描述各不相同,不同國家有著不同的神話故事背景帶入。

木星

中國古代稱其為「 歲星 」,到了西漢,在 五行學說 的聯系背景下,把青色的歲星和「木」聯系在一起,才有了如今我們熟知的名字—— 木星

木星不同於其他大部份天體,木星是一顆 氣態行星 ,主要由大量的 甲烷、氦氣、氫氣以及各種冰態物質 組成。而木星的中心部份則主要由含 矽酸鹽和鐵 的一些物質組成。

木星不僅在天體組成上較為特別,同時也非常的巨大, 是整個太陽系中最大的行星。 即便太陽系中所有的行星加起來也比不上木星的一半,不過木星雖然如此巨大,但由幾乎全是瓦斯組成的木星並沒有太高的密度和品質,就 以密度而言,地球也能超過木星。

木星是太陽系最大行星

木星除了擁有巨大的體積外,還有許多圍繞木星運轉的衛星和由眾多宇宙塵埃和碎石小天體組成的塵埃環。木星上比較所熟知的衛星有 木衛二、木衛三、木衛十二、木衛九 。早期的人類太空計劃裏,美國發射的眾多衛星帶來了不少數據,數據顯示,木星上還有 強大的磁場、放射線帶

木星的磁場強度比地球高出十幾倍,也是 太陽系中擁有最強磁場的行星

核心的液態金屬氫在運動的過程中產生的渦流形成了磁場,瓦斯在磁場內被游離,在木星上形成等離子片。

從範圍上來說,距離木星 140萬到700萬千米 內都屬於木星的磁層地帶,這層磁化地帶能夠保護木星和其周圍的衛星不受 太陽風 的危害。

木星磁層

在重力上,木星也是同樣的驚人。

木星巨大的體積也給它帶來了巨大的重力 ,這也是木星擁有眾多衛星的原因。在太空中漂流的小行星如果進入了木星軌域範圍,便會開始被木星捕獲, 捕獲到的天體如果沒有進入到木星的範圍內,便會逐漸繞著木星運轉形成衛星。

據悉,木星上的衛星數量直到今天還在繼續增加。

而在太陽系中存在有許多大大小小的小行星飄向太陽系,如果沒有木星巨大的重力吸附這些流浪天體,那麽地球也很有可能增加被小行星撞擊的風險。

地球增加了被小行星撞擊的危險機率

早期木星的發現,衛星只有 18顆 ,到了今天多出了 六十幾顆 衛星。而裏面捕獲的衛星大都是 比較小的衛星以及一些不規則衛星 ,這些小型天體的軌域通常都不是原生的軌域衛星。

在衛星系統成型後小天體被木星捕獲,自身的軌域也變得不規則起來,其中也不乏一些 逆向軌域執行的小行星 ,這類天體最終多半會因為撞擊而變得粉碎。

天體撞擊

氣態風暴‍

回到氣態行星這裏,氣態行星的形成準確一點的說法是 類地行星在所處的區域因為溫度高和恒星風的強對沖,行星的氫、氦、甲烷等一系列瓦斯揮發逃逸到太空,被強勁的電子流吹走

傳統觀點則認為木星這種氣態行星的 內核處於液態 ,溫度高不利於巖石的凝聚,不過至今對木星的研究更多在表面上,還沒有任何探測器能夠到達木星裏去。

木星向量結構圖

木星作為充滿瓦斯的行星,並沒有像太陽那樣進行燃燒釋放能量成為第二個太陽,原因在於 木星內部的壓力和溫度不足以讓氫發生質子鏈的融合反應。

簡單的來說就是,木星還沒有到恒星級別的天體狀態。

盡管木星也常常捕獲有許多小行星,行星在木星上形成的撞擊也只是出現了一個亮點,即便透過外力也很難改變木星的狀態。不過木星上豐富的 瓦斯資源 倒是未來很好的利用方向,如果能夠對木星進行開發,大量的瓦斯能夠提供可觀的發展。

木星組成元素

如果你仔細觀察,便會在木星上發現一塊 巨大的紅色斑印 ,作為木星最明顯的特征之一,木星上的超大紅斑則是來自這顆巨型瓦斯行星的運動導致。

氣態行星並不像人們想象的那樣風平浪靜,相反,沒有了實際的地面這一存在後,完全由瓦斯引導的運動會變得相當狂暴。

據了解, 木星的自轉速度非常快,木星巨大的體積自轉一周只需要9小時50分左右便能夠完成。

如同地球上的雲一樣,木星上的瓦斯也在極其快速的自轉下,被拉成長條,這種劇烈翻騰的雲中就存在著紅斑。周圍氣流的不停湧動,再加上木星內部的高溫,內核中散發出來的熱量加劇了木星中瓦斯的運動,同時還有氦、甲烷、氨氣等瓦斯的能量補充,讓木星上的大紅斑長期存在。

木星大紅斑

這些在木星上存在的紅斑能夠存在幾十年甚至幾個世紀都不消失,木星上最大的紅斑已經存在了 300多年 ,而木星上的紅巨斑作為 氣態風暴 的表現,其可怕程度遠遠超乎想象。

在這條紅斑帶和雲帶的氣態運動範圍內能夠容納 3個地球 ,盡管關於木星雲層之下的樣子大都還是推測,但可以肯定的是,從木星表面反饋的數據來說, 氣態雲的風暴如此強烈暴躁,進入木星深處一定會迎來更多超過地球上任何一種颶風的災害,其中還有電磁放射線的破壞。

木星紅斑的動態

科學家對於木星的大紅斑還有新的研究發現,美國波士頓大學的研究人員對大紅斑的分析認為, 木星大紅斑不僅僅只是木星上的自然風暴,還有可能會逐漸加熱木星上層的大氣,照射到木星外的光線能夠影響到400多千米外的太空,大紅斑也許還是非常好的能量來源。

如今木星上的颶風隨著時間的推移也在開始慢慢衰減,曾經巨大旋渦帶如今開始變小,在未來肯定會消失不見,但一定會有新的颶風產生,說不定比現有的紅巨斑還要大。

進入木星‍

木星在發現後就有了許多觀察,最為直接的近距離觀察就是 發射探測器 ,人類發射出太空的重要探測器基本都會有 觀察木星數據 的任務。

朱諾號探測器探測木星

近距離的觀察木星能夠很好的幫助科學家探索氣態行星形成的關鍵,了解這種廣泛存在於宇宙中的天體在未來可能的變化發展。

早先的探測器 「先鋒」號、「旅行者」號 都有過觀察任務,拍攝了大量的照片。人類還在上世紀80年代末發射過一顆名為 「伽利略」 的探測器,在抵達木星後,向木星投放了一個探測器。

當探測器進入木星時,首先迎來的就是 木星巨大的重力 ,這會使探測器有 超過地球數倍的初始加速度朝木星飛去,摩擦將會產生15000攝氏度的高溫

木星重力

逐漸深入後會進入木星雲層,這裏的壓力超過了 20個大氣壓 ,這僅僅只是木星的表面雲層。在幾十分鐘後不久,探測器便失聯。而根據木星現有的觀測數據我們也授權以推斷出它在最後到底經歷了啥。

在進入木星雲層後,這裏氣溫達到了 零下150攝氏度 ,大氣壓會在下落的過程中不斷加強;

但當你進入到更深的雲層中,溫度又會急劇上升到 200攝氏度 左右,隨之而來的是遍布各處的 颶風和電磁爆 ,極其強大重力和快速的自轉速度,讓風可以成為剛體存在, 探測器在最後會被瞬間撕毀,成為木星氣態雲的一部份。

木星內部的惡劣環境

結語‍

木星上帶來的發現是驚人的,這顆巨大的行星遠比它本身還要有更多未知,透過現如今擁有的手段研究, 木星在太陽系的體系中也許還有著非常重要的平衡作用。

如果沒有木星我們也許會受到更多來自外太空的威脅,人類文明可能也無法發展到今天。

木星周圍眾多的衛星也同樣用著重要的研究價值,就像 木衛二 一樣,看似不可能的星體在眾多的發現後也有了生命的一絲可能性。

木星及其衛星

木星的氣態風暴也有著重要的研究價值,木星巨大的紅斑也如同它的眼睛一樣,默默地註視著我們,註視著這個宇宙所發生的一切,像一個巨人般的存在,活躍在我們的太陽系裏。