太阳系最大的行星,和地球有哪些不同? 太阳系最大的行星


太阳系最大的行星(太阳系最大的行星,和地球有哪些不同?)

自从1610年伽利略通过自制望远镜首次观测木星以来,科学家和天文学家们就对这颗星球产生了浓厚兴趣 。这不仅仅因为它是太阳系里最大的行星,还在于经过几个世纪的研究之后,我们仍未彻底了解木星的全部秘密 。
最主要的原因在于,木星和我们熟知的其他行星有很大差别 。在它难以想象的体型、质量、成分、磁场与重力场和它那令人印象深刻的卫星系统等多方面,木星向我们展示了行星究竟可以有多么多样化 。

半径、质量与密度:
地球的平均半径是6371km(3958.8英里),质量是5.97×10^24kg,而木星的平均半径是69,911±6km(43441英里),其质量为1.8986×10^27kg 。简而言之,木星的半径是地球的11倍,而质量是地球的318倍 。但是,由于地球是一个岩质行星,它的密度是5.514g/cm^3,远高于木星的1.326g/cm^3 。
因此,木星“表面”重力加速度远高于地球上的(9.8m/s^2,或表示为1g) 。然而,作为一个巨型气态行星,木星没有严格意义上的表面,天文学家们就把木星大气内气压为1bar(即地球海平面上的气压)的高度作为木星的表面,在那里木星的重力加速度是24.79m/s^2(2.528g)

成分和结构:
地球是一个由硅酸盐岩石和金属组成的岩质行星——地核是金属,地幔和地壳是硅酸盐 。地核内部也有区别:分为内核与外核,外核的旋转方向与地球自转方向相反 。从地壳向下,深度越深,温度和压强就越高 。
地球的形状可以近似为一个两极稍扁、赤道略鼓的扁球形 。赤道的鼓起是由地球自转造成的,地球的赤道直径比两极直径大47km(27英里) 。
相反地,木星主要由气体和液态物质组成,可以分为外面的大气层和更致密的内部 。从体积上看,木星上层的大气中有88-92%是氢气,8-12%是氦气;而从质量上看,氢气占75%,氦气占24%,剩下的1%是其他成分 。

图解 : 这幅模型剖面图显示木星内部的构造,液态金属氢覆盖着内部深处的岩石核心
木星大气中还有极少量(少于百万分之一,后同)的甲烷、水蒸气、氨和硅基化合物,和极少量的苯和其他碳氢化合物,以及极少量的碳、乙烷、硫化氢、氖气、氧气、膦和硫 。在木星最外层大气里,还有冻住的氨水晶体存在 。

从质量占比上看,木星那致密的内部中有71%是氢,24%是氦,其他成分占据了剩余的5% 。科学家们认为木星的内核成分不止一种,核的内部是液态的金属氢和一些氦的混合物,外层则主要是氢分子 。也有人认为木星的核是岩质的,但这点仍未得到证实 。

和地球一样,木星内部的温度和压强也随深度增加而急剧增大 。在木星“表面”,气压大概是10bar,温度是340K(67℃,152℉) 。在木星内部氢气变为金属的深度,温度可达10,000K(9,700℃,17,500℉),压强达到200Gpa 。在木星内核的边界处,科学家们估计那里的温度有36,000K(35,700℃,64,300℉),压强大概在3,000-4,500Gpa之间 。

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