木星的核心到底由哪些物質構成?

Question

請問目前到底是否已經知道木星的核心構成物質了呢?目前我看過很多種的說法，到底哪種是正確的呢?

Answer 1

木星形成於45億年前（其研究資料來自於木星的伽利略號探測器）。為人們所普遍接受的關於木星形成的假設是，它的成分與太陽相似，有豐富的氧及其它比氦重的元素。木星的核心被認為是一大塊雪球，形成於寒冷的外太陽星雲（太陽星雲是太陽系形成的氣體及塵埃雲團）。然而伽利略號探測器大型分光計發現在木星大氣中水含量比預期的少得多。
根據大型分光計獲得的資料和早期在地球上的紅外線分光鏡觀測的表面值，Lodders(人名)計算出木星的水和氧已經衰竭。木星上氧的總量只有太陽中氧元素含量的一半。另一方面，伽利略號探測器大型分光計獲得的資料顯示，木星上碳元素總量大約比太陽多1.7倍。基於這些資料，Lodders(人名)認為，木星的核心主要是焦油而不是冰。

Answer 2

(1)木星的表面是由液態氫以及氦所組成的，在深入地心為液態的金屬氫，其核心為一個岩質的核，約有地球的兩倍大，十倍重。

木星擁有非常大的磁場，表面磁場的強度超過地球的１０倍。木星的磁氣圈分佈範圍比地球磁氣圈的範圍大上１００多倍，是太陽系中最大的磁氣圈。由於太陽風和磁氣圈的作用，木星也和地球一樣在極區有極光產生。
～木星ㄉ簡介～

　


木星是太陽系中的第五個行星, 距離太陽有5.2AU.

木星為太陽系最大的行星. 木星大到什麼程度呢? 做個比較, 如果木星是個中空的球體, 那麼其內部大約可以放入1300個地球, 可見這顆行星有多巨大. 不過由於木星的密度較地球低, 其質量僅為地球的317倍. 左邊的圖片為木星與地球依照比例呈現的圖片.

位於木星之外的行星, 包括土星, 天王星, 海王星等, 主要都是由氣體所組成的, 通稱為類木行星.

木星與地球大小比較


　

地形外觀

木星表面有紅、褐、白等五彩繽紛的條紋圖案，可以推測木星大氣中的風向是平行於赤道方向，因區域的不同而交互吹著西風及東風，是木星大氣的一向明顯特徵。大氣中含有極微的甲烷、乙烷之類的有機成份，而且有打雷現象，生成有機物的機率相當大。


木星表面最大的特徵，首推南半球的大紅斑。這個巨大的圓形漩渦超過地球直徑的３倍。大紅斑的豔麗紅色令人印象深刻，顏色似乎來自紅磷。

科學家由舒梅克－李維９號彗星撞擊後釋出的大氣成份檢測出硫，得知木星大氣含有硫的成份。

大紅斑


表面環境

木星的成份絕大部分是氫和氦。木星離太陽比較遠，表面溫度低達攝氏零下１５０度，木星內部散放出來的熱，是它從太陽接受的熱的兩倍以上，所以如果木星只靠太陽的熱來加溫，表面溫度還會再低２０度。

星體結構

木星的表面是由液態氫以及氦所組成的，在深入地心為液態的金屬氫，其核心為一個岩質的核，約有地球的兩倍大，十倍重。

木星擁有非常大的磁場，表面磁場的強度超過地球的１０倍。木星的磁氣圈分佈範圍比地球磁氣圈的範圍大上１００多倍，是太陽系中最大的磁氣圈。由於太陽風和磁氣圈的作用，木星也和地球一樣在極區有極光產生。

行星環

木星也有環，只是遠遜於土星的環，據從地面進行光譜觀測的結果顯示，木星薄環的成份可能是岩石（矽酸鹽類），寬度超過十萬公里。

衛星






Io 伊奧
Europa 歐羅巴
Ganymede 加尼美德
Callisto 卡利斯托


木星擁有31顆衛星 ，是太陽系中擁有最多衛星的行星。其中靠近內側的地方有４顆特別大。從靠近木星的一端數起依序為：伊奧、歐羅巴、加尼美德、卡利斯托，是由物理學家伽利略最早發現的，又稱為伽利略四大衛星。除了歐羅巴以外，每顆伽利略衛星都比月球大，加尼美德甚至比水星還大。伊奧的大小和月球差不多，卻擁有眾多的活火山。有人主張伊奧活火山的能量來自於木星強大的潮汐力。歐羅巴表面布滿了無數條紋路花紋，上面幾乎看不到隕石坑。這意味著歐羅巴的表面比較新。加尼美德的半徑大約為２６００公里，是太陽系中所有衛星中最大的一個，也比水星還要大。

資料來源：http://residence.educities.edu.tw/listeve/Htm/Space/jupiter.htm

<木星的地形>
大紅斑(Great Red Spot ,GRS)是早在三百多年前就被地球表面上的觀察者所發現了 (它的發現通常歸功於十七世紀的卡西尼Cassini或是羅伯霍克Robert Hooke)。大紅斑是一個大約12,000km x 25,000km大小的橢圓形，足夠涵蓋整整兩個地球那麼大，其他較小但是相似的斑點則在接下來的數十年內陸續被發現。根據紅外線的觀測以及它旋轉的方向顯示，大紅斑應該是一個高壓區域，它的雲層頂端很明顯地比周圍區域要來得高且寒冷，這樣類似的結構同樣也出現在土星及海王星，不過迄今為止，我們還不知道為什麼這些構造可以這樣持續地存在這麼久而不會消失。

木 星向外輻射進入太空的能量，要較其吸收自太陽的能量還來得多，木星內部非常炙熱，核心可能有20,000K的溫度，這樣的熱量是來自於行星內部緩慢的重力壓縮（gravitational compression）作用，也就是所謂凱文-赫摩茲機制（Kelvin-Helmholtz mechanism）所造成（木星並不會像太陽內部一樣進行核融合(nuclear fusion)的反應；這是由於木星太小，因此木星的核心溫度太低而不足以引發核反應）。這些內部的熱可能會導致木星液態層間的深層對流作用(convection)，以及形成我們在地球上所觀測到木星雲頂的複雜運動現象。土星、海王星和木星在這方面的情況是極其類似的，只不過奇怪的是天王星的情況則不相同。

木 星的直徑之大幾乎已經是氣態行星大小的極限了，這是因為如果在更多的物質被加入到木星之內時，由於重力壓縮的作用木星的半徑只會再有非常些微地增加而已。恆星之所以可以如此地巨大，其實是由於恆星內部真有核反應熱量來源所致（只不過木星還需要比目前大80倍以上的質量才足以成為一顆恆星）。

木 星具有比地球還要強大的巨大磁場，它的磁力圈（magnetosphere）可以延伸超過6億五千萬公里之遠（穿越土星的軌道！）。（注意：木星的磁力圈並不是圓的，它在向著太陽的那個方向〝僅僅〞只有延伸數百萬公里遠）因此木星的衛星均是位在木星的磁力圈範圍內，這也許可以解釋了一部份在埃歐（Io）衛星表面上活動的形成原因。不幸的是對未來的太空旅行者或是先前伽利略號及航海家號的設計者來說，不得不注意木星周圍環境中受木星磁場所吸引的高能階粒子存在，這樣的〝輻射〞情況非常類似地球附近所發現的范艾倫帶(Van Allen)，只不過能量要大得許多，甚至可以直接造成沒有防護措施的人類立即死亡。
伽 利略號的大氣觀測探針在木星環和最上層大氣之間新發現了一個強烈的輻射帶，這個新的輻射帶強度大約是地球范艾倫輻射帶的十倍，更令人驚訝的是，在這個新的輻射帶中，居然還發現了不明來源的高能量氦離子存在其中。

木 星具有和土星類似的環，只不過比較暗也比較小。這些環的發現是完全未被預期的，只有二位航海家一號的科學家在飛行了十億公里遠後，堅持要看一下木星有沒有環的存在，即使只是匆匆一瞥也是值得的。其他人都認為要發現任何東西存在的機率可以說是零，但是他們發現了！這真是一項重大的發現，之後他們便利用地面天文望遠鏡的紅外線以及伽利略號的觀測獲得了木星環的影像。

不 同於土星的是木星環非常地晦暗（反照率albedo大約0.5），他們可能是由非常小的顆粒岩石材質所組成。同時不同於土星環的是這些物質中並沒有冰的存在。

木 星環的粒子可能不會在那兒停留太久的時間（由於大氣圈及磁力的吸引）。伽利略號太空船於是發現了清楚的證據顯示，不停地有活躍的小隕石由於受到木星巨大重力場吸引而撞上木星內側的四顆衛星，所形成的塵土則會持續補充到木星環的位置。而位於最內側的黑羅環(halo ring)則同時因為受到與木星磁場交互作用的影響而加寬。



undefined


undefined
更多訊息...


undefined
[關閉]


undefined
[關閉]


undefined

Answer 3

圖片參考：http://earth.fg.tp.edu.tw/learn/solar/photo/hstsl9.gif
　　1994年7月，舒梅克－李維9號彗星 (Comet Shoemaker-Levy 9) 墜入木星，形成壯觀的歷史鏡頭 (左圖)。在木星表面所造成的影響連業餘望遠鏡都清晰可見。哈伯太空望遠鏡甚至在近一年之後還觀測得到撞擊的殘跡。 　　夜空中的木星常常是最亮的星體，金星雖然比它亮卻很少出現在黑夜。此外，4個伽利略衛星用雙筒望遠鏡即可輕易看到，而要看到一些風帶及大紅斑也只需小型天文望遠鏡。有些網站可以顯示木星及其它行星在天空的現在位置；更多的細節及圖表則可以在一些星圖軟體如Starry Night中找到。 木星的衛星　　木星有28顆衛星，是太陽系中已知擁有第2多衛星的行星，僅次於土星，其中包括了4個大型伽利略衛星及24顆小衛星。 距中心距 半徑 質量
衛星名稱 (千km) (km) (kg) 發現者 日期
--------------------- -------- ------ ------- --------- ----
木衛十六 Metis 128 20 9.56e16 Synnott 1979
木衛十五 Adrastea 129 10 1.91e16 Jewitt 1979
木衛五　 Amalthea 181 98 7.17e18 Barnard 1892
木衛十四 Thebe 222 50 7.77e17 Synnott 1979
木衛一 Io 422 1821 8.93e22 Galileo 1610
木衛二 Europa 671 1565 4.80e22 Galileo 1610
木衛三 Ganymede 1070 2634 1.48e23 Galileo 1610
木衛四 Callisto 1883 2403 1.08e23 Galileo 1610
S/2000 J1 (S/1975 J1) 　 7435 4 Kowal 1975
木衛十三 Leda 11094 5 5.68e15 Kowal 1974
木衛六 Himalia 11480 85 9.56e18 Perrine 1904
木衛十 Lysithea 11720 12 7.77e16 Nicholson 1938
木衛七 Elara 11737 40 7.77e17 Perrine 1905
S/2000 J11 　12700 2.0 2000
S/2000 J10 　20400 1.9 2000
S/2000 J3 　20700 2.6 2000
S/2000 J5 　21000 2.2 2000
木衛十二 Ananke 21200 10 3.82e16 Nicholson 1951
S/2000 J7 　21200 3.4 2000
S/2000 J9 　21700 2.5 2000
S/2000 J4 　21900 1.6 2000
木衛十一 Carme 22600 15 9.56e16 Nicholson 1938
S/2000 J6 　22800 1.9 2000
木衛八 Pasiphae 23500 18 1.91e17 Melotte 1908
S/2000 J8 　23500 2.7 2000
木衛九 Sinope 23700 14 7.77e16 Nicholson 1914
S/2000 J2 　24200 2.6 2000
S/1999 J1　　 　　　　24250 5 1999　　上表中較小衛星的數據是推估值。 伽利略衛星
圖片參考：http://earth.fg.tp.edu.tw/learn/solar/photo/thebe.jpg
　　木衛十四是 Synnott 於1979年在航海家1號影像中發現的。它面向木星的一面有3到4個大坑洞。外衛星 　　伽利略衛星軌道以外的木星衛星可歸類為2群：木衛十三、木衛六、木衛十及木衛七平均距木星1千1百萬公里，它們的軌道面與木星赤道面呈約28°的明顯交角；而木衛十二、木衛十一、木衛八及木衛九則是位於2千3百萬公里處，它們的公轉都是逆行的，或說它們的軌道面與木星赤道面的交角超過90° (約150°)。這2群衛星可能是分別來自於單一的小行星，後來這2顆小行星被早期的木星所捕捉並撕裂。除了木衛六是木星第六大衛星，和木衛五差不多大以外，其它衛星都很小，其中木衛十三、木衛十二和木衛九是太陽系中最小的衛星之一。 　　在1999年之前，己知的木星就只有上述16顆，另外 S/1975 J1 自1975年被發現後就再也沒找到過，因而未被確認。經過20多年的沈寂之後，先是在1999年發現了 S/1999 J1；到了2000年，在11月21日至12月5日半個月的時間內，夏威大學天文研究所以研究生 Scott Sheppard 為首的研究小組，利用該大學在冒那基亞峰 (Mauna Kea) 的88吋 (2.2公尺) 望遠鏡透過廣域CCD找到了11顆木星衛星，其中 S/2000 J1 的軌道與 S/1975 J1 相同，可能不是新衛星，但總算是確認它的存在了；其它的10顆 (S/2000 J2～J11) 則是新發現，一舉創下單次發現衛星數量的新紀錄，消息在2001年初發布時震驚全天文學界。 　　新衛星的直徑可能都在3到8公里之間，比之前發現的木星衛星都小，而且 S/2000 J2～J10 這9顆衛星是逆行的。除了 S/2000 J1 (S/1975 J1) 之外，1999年之後發現的11顆新衛星應可分別歸入前述的2群外衛星之中。在學界進一步確認之後，國際天文學聯合會 (International Astronomical Union, IAU) 就會頒布這些小行星的正式名稱。 木星環　　不像土星，木星環是暗的，反照率只有約0.05，它們可能是由小顆岩石組成，似乎不含冰。由於大氣及磁場的拖曳作用，木星環的物質可能不會停留在原處太久，伽利略號確切發現到，木星環是持續由四個內衛星產生的塵埃來補充，這些塵埃都是受木星的強大重力場所引發；而黯淡的Halo環也因木星重力場的交互作用而伸展開來。 距中心距 寬度 總質量
環名 (千km) (km) (kg)
-------- -------- ------ ------
Halo 92.0 30500 ?
Main 122.5 6440 1e13
Gossamer 128.94 100000 ?　　表中「距中心距」是計至各環的內緣。