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天文|木星，一颗令人着迷又恐惧的行星

自从四百年前发明望远镜 ， 天文学家就着迷于这颗叫做木星的气态巨行星 。 在它不断旋转的云层和众多卫星以及大红斑之中 ， 有着许多关于这颗行星令人愉悦又着迷的事物 。
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图解：木星和它的四颗卫星 图源：sohu
不过也许最让人印象深刻的特征是木星的绝对大小 。 就质量 ， 体积和表面积而言 ， 在太阳系广大的疆域内 ， 木星是最大的行星 。 自从人们几千年前察觉到木星的存在 ， 它就一直在许多文化里的宇宙体系中扮演着积极的角色 。 但是到底是什么让木星如此庞大 ， 我们还知道关于木星的什么呢？
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图源：nipic
体积 ， 质量和轨道：
木星的质量 ， 体积 ， 表面积和平均周长分别为1.8981 x 1027千克 ， 1.43128 x 1015立方千米 ， 6.1419 x 1010平方千米和4.39264 x 105千米 。 从客观角度来看 ， 木星的直径大约是地球的11倍之长 ， 质量大约是太阳系其他行星质量之和的2.5倍 。
但是 ， 作为一个巨型气态行星 ， 它的密度却相对较低—1.326 克/立方厘米—比地球密度的四分之一还要低 。 这意味着尽管木星的体积相当于1,321个地球的体积 ， 它的质量只有318个地球那么重 。 尽管关于木星的核心存在着什么的争论依然火热 ， 但低密度使得科学家们能够判断出木星大部分由气体组成 。
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图解：木星和地球 图源：sohu
木星围绕太阳以778,299,000千米（5.2个天文单位）的平均距离运行 ， 从近日点的740,550,000千米（4.95个天文单位）到远日点的 816,040,000千米（5.455个天文单位） 。 以这个距离 ， 木星要花费11.8618个地球年去完完整整的绕行太阳一圈 。 换言之 ， 一个木星年相当于4,332.59个地球年 。
不过 ， 木星是太阳系所有行星中旋转最快的 ， 不到十个小时就能完成一次自转（精确来说是9个小时 ， 55分钟加30秒 。 因此 ， 一个木星年等于10,475.8个木星日 。 木星的轨道周期是土星的五分之二 ， 这意味着太阳系最大的两个行星形成了5：2的轨道共振 。
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图源：sohu
结构和组成：
木星主要由气态和液态物质组成 ， 它是最大的气态巨行星 ， 也像气态巨行星一样 ， 被外层的气态气体和内层由更致密的物质组成的气态气体隔开 。 从气体分子的体积百分比来说它的上层大气由大约88–92% 的氢和约8–12%的氦组成 ， 从质量上来说大约有75%的氢和24% 的氦 ， 还有1%的质量由其他元素构成 。
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图解：NASA朱诺号探测器、哈勃太空望远镜和双子座天文台的信息拼凑出一张照片 图源：jiemian
这个解剖显示了木星内部的模型 ， 是被厚层液态金属氢覆盖的岩石内核 。 鸣谢：凯文生/维基共享资源
这个解剖显示了木星内部的模型 ， 是被厚层液态金属氢覆盖的岩石内核 。 鸣谢：凯文生/维基共享资源
大气包含了微量甲烷 ， 水蒸气 ， 氨和硅基化合物以及微量苯和其他烃类 。 这里也有微量的碳 ， 乙烷 ， 硫化氢 ， 氖 ， 氧 ， 磷化氢和硫磺 。 冻态氨晶体也在最外层大气中被观察到 。
内部含有致密材料 ， 使得质量分布大约为71%的氢, 24%的氦和5% 的其他元素 。 人们通常认为木星的内核是元素的密集混合 ， 周围一层是液态金属氢和一些氦 ， 而外层主要由分子氢构成 。 木星的内核也被描述为岩石状 ， 但这仍然是未知的 。
1997年 ， 引力测量表明了内核的存在 ， 显示木星的内核质量是地球质量的12到45倍 ， 是木星总质量的4%–14% 。 内核的存在也被行星形成模型所证明 ， 行星形成模型显示为了从原太阳星云中收集所有的氢和氦一个岩石态或冰态内核在行星史的某个时刻是多么的必要 。
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图解：木星内部结构组成 图源：sina
不过 ， 由于热的液态金属氢混合熔化的内核形成的对流 ， 这个内核可能已经收缩 。 甚至可能现在木星的内核已经不存在了 ， 但是在这被确认前详细的分析是必要的 。 朱诺号任务 ， 在2011年八月发射 ， 预期会给这些问题提供一些见解 ， 从而在有关核心的问题上取得进步 。
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