釀酒微生物

[拼音]：muxing

[英文]：Jupiter

太陽系九大行星中最大的一顆，按離太陽由近及遠的次序為第五顆。在天文學中，常用符號

表示。木星是夜空中最亮的幾顆星之一，僅次於金星，通常比火星亮（除火星衝日時以外），也比最亮的恆星天狼亮。西方人用羅馬主神“尤皮特” (Jupiter)的名字來稱呼它。中國古代又稱木星為歲星，並用它來紀年(見歲星紀年)。木星的赤道半徑為71，400公里，為地球的11.2倍；體積是地球的1，316倍；質量是1.9×1030克，相當於地球質量的三百多倍，是所有其他行星總質量的兩倍半。平均密度相當低，只有1.33克/釐米3。重力加速度在赤道和兩極不同，赤道上為2，707釐米/秒2，兩極為2，322釐米/秒2。已確認的木星衛星有十三顆。長期以來，人們用可見光、紅外線和射電波仔細地研究這個星球，近年來，美國“先驅者”10號和11號對木星的探索，大大加深了人們對它的認識。1979年3月，美國“旅行者”1號發現木星周圍有環，這樣，木星成為太陽系中除土星和天王星外第三個有環的行星（見行星環）。

運動

木星在橢圓軌道上繞太陽執行，軌道半長徑約為5.2天文單位，軌道偏心率為0.048，它在近日點同太陽的距離比在遠日點約近 0.5天文單位。木星的軌道面和黃道面的交角只有1°3，幾乎在同一平面上。木星繞太陽公轉週期為 11.86年。木星赤道部分的自轉週期為9小時50分30秒，兩極地區的自轉週期稍慢一些。它的赤道面和軌道面的交角只有3°05┡，也就是說，木星的自轉軸幾乎垂直於軌道面。木星是太陽系中自轉最快的一個行星。由於自轉很快，星體扁率相當大，達0.0648，藉助望遠鏡，肉眼也能看出木星的視圓面呈扁圓狀。

大氣

木星有濃密的大氣，用望遠鏡觀測木星，可以看到木星大氣中有一系列與赤道平行的明暗交替分佈的雲帶。亮的叫帶，暗的叫帶紋。雲帶的結構十分複雜，形狀並非始終不變，不僅帶和帶紋的亮度隨時間變化，而且在亮帶中常常出現不規則的暗區，在暗帶中又有能觀測到的亮區。這些特徵的暫時性和可變性表明，木星大氣中的白色、橙色、褐色和棕黃色的雲在激烈運動著。

雖然木星表面的大多數特徵變化不定，但有些特徵仍具有永續性和半永續性，甚至持續幾十年到幾百年，只是能見度時高時低。其中最顯著最持久的特徵要算大紅斑了。它是位於赤道南側長達2萬多公里、寬約1.1萬公里的一個紅色蛋形區域。從十七世紀以來就對它進行時斷時續的觀測。1878年，大紅斑以鮮明的顏色引人注意，從此就有了連續的觀測記錄。人們發現，有些年代紅斑色彩濃豔，有些年代顯得暗淡，有時甚至只能隱約看見它的輪廓。大紅斑在經度方向有漂移運動，因而它肯定不是一種固態的表面特徵。現在認為它很可能是一個巨大的風暴。從木星的外面看去，它是一個強大的旋渦，或是一團激烈上升的氣流。旋渦或氣流中含有紅磷化合物，紅斑的顏色可能就是由此產生的。從“旅行者” 1號發回的照片看來，紅斑呈深橙色，象一團巨大的旋風，逆時針方向轉動。木星大氣既密且厚，所以大紅斑壽命很長。除大紅斑外，木星上還有一些較小的紅斑。1972年地面觀測發現木星的北半球出現一個小紅斑。十幾個月後，“先驅者”10號飛掠木星時發現其形狀和大小已同大紅斑相近。再過一年，“先驅者”11號經過木星時，這個紅斑已經杳無蹤影。看來，這個小紅斑大約存在兩年光景。

木星大氣中存在著大規模的環流和小規模的運動。木星雲帶和紅斑的長期存在表明，木星大氣中的運動與我們所熟悉的地球大氣運動截然不同。一個值得注意的事實是，在兩極和赤道之間熱通量是均勻分佈的。從太陽輸入的熱量主要集中在低緯度地區，因此內熱釋放必定起著很重要的補充作用。從木星接受的太陽輻射計算，它表面的有效溫度的理論值應為105K，但地面觀測值是134K，行星際探測器測得的值為125K，都比理論值高。對木星進行紅外觀測也表明，木星輻射的熱能為它從太陽那裡接收到的熱能的兩倍。這些都說明木星內部存在熱源。它的熱能可能是木星形成時由引力勢能轉變而來的，由液氫的大規模對流傳遞到表面上。

已知木星大氣中氦的含量是氫的10％。對木星的光譜研究得知，氨和甲烷的含量比例同太陽大氣中相似。“旅行者” 1號在木星大氣中發現了碳、氧和少量的鐵，還發現了大量的硫在木星大氣中逸散。在木星的背陽面，發現了三萬公里長的極光，這表明木星大氣受到很多高能粒子的轟擊。木星的雲帶被木星的自轉拉長，在木星的厚大氣中升降著，行星際探測器的紅外線觀測表明，暗的帶紋是較低、較熱的雲區，亮帶則是較高、較冷的雲區。當然，不論帶或帶紋都是冷的。帶的溫度是130K，帶紋溫度是136K。

木星雲為什麼如此絢麗多采？這涉及大氣的化學成分。從光譜分析證認出木星大氣中含有五種物質：氫、氦、氨、甲烷和水，還推斷出有氫的硫化物存在，這些都是無色的。雲帶出現顏色，必定有其他著色物質，如硫化銨、硫化氫銨以及各種有機化合物和複雜的無機聚合物。“旅行者”1號還在木星雲層上面發現了閃電，這表明那裡可能有相當複雜的碳氫化合物的分子。

內部結構

木星內部密度分佈可從它的引力場的情況反映出來，而根據對“先驅者”10號和11號執行軌道的分析可以得知木星引力場的狀況。科學家根據“先驅者號”的觀測資料還建立了木星的內部模型。同過去流行的觀念大相徑庭，這個模型表明木星沒有固體表面而是一個流體行星，但它既同行星磁場和行星引力場的現有知識相符，也同高溫高壓下實驗室研究的氫性質外推結果一致。這個模型認為木星的主要成分是氫和氦，其比例類似太陽大氣。而在木星中心則有一個主要由鐵和矽構成的固體核，那裡的溫度可達30，000K。這個核心稱木星核。核的外面是以氫為主要元素組成的厚層，稱為木星幔。它又可分為兩層。第一層中估計壓力為 300萬個大氣壓，溫度為11，000K，氫處於液態金屬氫狀態，其中分子離解為獨立的原子，形成導電的流體。這一層從核向外延伸到46，000公里處。第二層延伸到70，000公里處，被認為是由液態分子氫構成。大氣在這層之上再延伸1，000公里，直到雲頂。

磁層和磁場

木星具有比地球更大更強的磁場和輻射帶，在“先驅者號”探測器進行探測前，我們唯一的情報是來自被輻射帶俘獲的帶電粒子所發出的無線電波。當然，地面觀測得到的知識是相當有限的。只有在“先驅者號”直接測量木星磁場與高能粒子後，才使木星磁層的圖景明晰起來。木星磁層可分三個區域。內區（離木星20個木星半徑以內）是偶極場，具有和地球輻射帶很相似的強輻射帶。中介區（從20個木星半徑到60個木星半徑）的磁力線被離心力以及可能從木星大氣層頂部出來的等離子體流所歪曲。整個內區和中介區都按木星大約10小時的自轉週期轉動。外區（從60個木星半徑到90個木星半徑）的磁場已相當弱，到磁層邊界處趨於零。空間探測表明，除掉很靠近木星表面的部分以外，木星磁場是偶極場，但是場的方向正好與地磁場相反。這就是說，地球上指北的羅盤搬到木星上將指向南方。木星磁軸與自轉軸之間的交角大約是10°8。在離開木星表面2～3個木星半徑處，場強是0.16高斯。根據“先驅者”11號的探測指出，在離木星3個木星半徑以內的磁場是四極的和八極的，而場強為3～11高斯。這種複雜的場結構可能是由木星內部的複雜環流引起的。

射電

木星射電爆發是沙茵在1950～1951年於澳大利亞發現的。伯克和K.L.富蘭克林在1955年證實射電噪暴確實來自木星之後，射電天文學家對木星射電開展了廣泛而深入的研究。按照射電輻射三種不同波長區表明有三種不同型別的射電輻射：

（1）釐米區，②分米區，③十米區。釐米區是熱輻射，這種輻射來自木星大氣上層，從而得知木星大氣上層的亮溫度為140K左右。分米波輻射則起因於輻射帶中的俘獲電子繞木星的磁力線轉動所發出的同步加速輻射，這是一種非熱輻射。木星射電輻射的第三種類型是噪暴型的，來源還不清楚，可能起因於木星大氣和電離層的放電，也有人認為它們是靠近木星磁極的迴旋電子所產生的迴旋加速輻射。科學家發現，這類輻射的出現同太陽的黑子相對數和強耀斑有關。

用射電方法測得木星的自轉週期同用其他方法測得的木星自轉週期之間的差別表明：木星核轉動比木星幔約快13秒，木星核與木星幔之間進行著週期性的角動量交換，木星大氣中風速甚至達到每小時500公里。

起源

木星早期演化理論和太陽系起源理論十分相似。木星和它的衛星系統很像一個小太陽系，它的中心天體(木星)和太陽系中心天體（太陽）一樣，有豐富的氫元素，而且自身也發出熱輻射。它的四個大衛星（木衛一至木衛四）同太陽系中的行星一樣，密度也隨著離中心天體的距離而減少。

卡梅倫和波拉克的計算指出，木星系統是45億年前由一團與太陽成分相同的、熾熱的原始對流氣體星雲形成的，這塊星雲較扁，處於轉動狀態，並開始向中心坍縮。同時星雲盤逐漸消散，木星的幾個內衛星開始形成。它們現在的密度差別反映出離中心不同距離處星雲盤的溫度。木星系的演化和太陽系起源雖然十分相似，但仍有重大差別。例如，太陽自轉緩慢，極大部分太陽系角動量集中在行星上，但在木星系統中情形正好相反。中國天文學家戴文賽也研究了木星及其衛星的形成問題，有新的見解。（見彩圖）