木星
軌道特性:
木星的軌道半長軸為5.2AU,繞行太陽需花11.86年,因其週期接近12年,在中國古代將木星與「地支」聯想在一起,而稱木星為「歲星」。
相較於其巨大的體積,木星自轉的速度非常快,只要9.9小時就轉一圈,是所有行星中自轉週期最短的。
物理特性:
木星的平均半徑約為11個地球半徑,質量則為317.8個地球質量,是所有行星之中最大的,甚至因為木星巨大的質量,整個太陽系的質心實際上是落在太陽表面之外。
(太陽系質心示意圖,取自https://curiosmos.com/jupiter-the-only-planet-in-our-solar-system-that-doesnt-orbit-the-sun/)
木星是一顆巨型氣體行星,估計75%的質量是氫、24%氦以及1%其他的元素組成,內部結構缺乏直接的探測方法而有較大的不確定性,一般認為有一個緻密的核心,而由於巨大的壓力,內層的氫被壓縮成液態、甚至成金屬態氫。
(木星內部結構,取自https://www.britannica.com/place/Jupiter-planet/The-interior)
表面特徵:
木星的表面有著明顯的條紋雲帶特徵,在木星的大氣層頂端,不同的化合物經由對流湧升,形成豐富多彩的橙色、棕色雲層(但確切的構成仍缺乏探測)。
在南赤道帶邊緣有著最著名的「大紅斑」,大小約為2-3個地球大,且自望遠鏡發明以來已被持續觀測了350年,是一個穩定的反氣旋漩渦。
(木星,攝於2021/8/26,可觀察到表面的雲帶及大紅斑)
磁場:
木星磁場比地球強14倍,具有所有行星中最強的磁場,磁場產生的機制推測是由木星內部的金屬氫旋轉運動而產生的,由於強烈的磁場,木星的兩極也有極光,而且由於部分衛星也包含在木星的磁層以內,衛星上逸散的稀微大氣也經由磁場而在對應的位置產生極光。
(哈伯太空望遠鏡拍攝的紫外線極光影像,取自https://esahubble.org/images/heic0009a/)
觀測:
木星的視星等最亮可至-2.9等,依據木星、地球、太陽三者的相對位置,亮度及視直徑也會有所變化,若利用小型天文望遠鏡,可觀察到木星的條紋狀雲帶、大紅斑、最大的四顆「伽利略衛星」。
(木星,攝於2021/11/2,可見2顆衛星-Io、Ganymede從木星前方經過,其影子落在木星表面)
除地球上的望遠鏡外,也有許多艘太空船飛掠或繞行木星,如航海家號、伽利略號、卡西尼號、以及最新的朱諾號,為我們帶來許多精彩的資料。
(卡西尼號所拍攝的木星與木衛一Io,取自https://solarsystem.nasa.gov/resources/111/io-in-front-of-jupiter/?category=planets_jupiter)