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木星是什么颜色的星球

梓炫分享

木星表面有红、褐、白等五彩缤纷的条纹图案,可以推测木星大气中的风向是平行于赤道方向,因区域的不同而交互吹著西风及东风,是木星大气的一项明显特征。

木星是什么颜色的星球

木星的标志性图像显示,它反射木星表面呈现出许多有红、褐、白等木星的颜色这些色彩随着大气中风暴和风的变化而变化。

木星大气的颜色是由不同的化学物质反射太阳光而形成的。木星的大部分是氢和氦,但是它的云的顶部是由氨晶体组成的,有少量的水冰和水滴,可能还有硫化氢铵。木星的对流形成木星上强大的风暴,这使得风暴能够将磷、硫和碳氢化合物等物质从靠近星球核心的地方带到云层顶部,从而形成我们在木星大气层中看到的白色、棕色和红色斑点。看起来白色的斑点似乎是凉爽的风暴,棕色是温暖的风暴,红色是炎热的风暴。

地理特征

综述

木星是一个巨大的液态氢星体。随着深度的增加,在距离表面至少5000千米深处,液态氢在高压和高温环境下形成。据推测,木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区,物质组成与密度呈连续过渡。木星是气态行星(又称类木行星),即以非固体物质为主要组成的行星,它是太阳系中体积最大的行星,赤道直径为142984千米。木星的密度为1.326g/cm?,在气体行星中排行第二,但远低于太阳系中四个类地行星。

质量大小

木星的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍,由于它的质量是如此巨大,因此太阳系的质心落在太阳的表面之外,距离太阳中心1.068太阳半径。虽然木星的直径是地球的11倍,体积是地球的1321倍,非常巨大,但是它的密度很低,所以木星的质量只是地球的318倍。木星的半径是太阳半径的十分之一,质量只为太阳质量的千分之一,所以两者的密度是相似的。“木星质量”(MJ或MJup)通常被作为描述其它天体(特别是系外行星和棕矮星)的质量单位。因此,例如系外行星HD 209458 b的质量是0.69MJup,而仙女座κb的质量是12.8MJup。

理论模型显示如果木星的质量比现今更大,而不是318个地球质量,它将会继续收缩。质量上的些许改变,不会让木星的半径有明显的变化,大约要在500地球质量(1.6MJup)才会有明显的改变。尽管随着质量的增加,内部会因为压力的增加而缩小体积。结果是,木星被认为是一颗几乎达到了行星结构和演化史所能决定的最大半径。随着质量的增加,收缩的过程会继续下去,直到达到可察觉的恒星形成质量,大约是50MJup的高质量棕矮星。

然而,需要75倍的木星质量才能使氢稳定的融合成为一颗恒星。最小的红矮星,半径大约只是木星的30%。尽管如此,木星仍然散发出更多的能量。它接受来自太阳的能量,而内部产生的能量也几乎和接受自太阳的总能量相等。这些额外的热量是由开尔文-亥姆霍兹机制通过收缩产生的。这个过程造成木星每年缩小约2厘米。当木星形成的时候,它要比当前观测到的要略大一点。

大气层

木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88%~92%的氢和约7%~11%的氦所组成,剩余1%是其他气体。由于氦原子的质量是氢原子的四倍,探讨木星的质量组成时比例会有所改变:大气层中氢和氦分别占了总质量的75%及24%,余的1%为其他气体物质,包括微量的甲烷、水蒸气、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢、硫等物质。大气最外层有冷冻的氨的晶体。木星上也透过红外线及紫外线测量发现微量苯和烃的存在。

木星大气层中氢和氦的比例非常接近原始太阳星云的理论组成,然而,木星大气中的惰性气体是太阳的二至三倍,高层大气中的氖只占了总质量的百万分之二十,约为太阳比例的十分之一,氦也几乎耗尽,但仍有太阳中氦的比例的80%。这个差距可能是由于元素降水至行星内部所造成。

由光谱学分析而言,土星被认为和木星的组成最为相似,但另外的气体行星、天王星与海王星相较之下所含氢和氦的比例较低,由于没有太空船实际深入大气层的分析,除了木星之外的行星仍没有重元素数量的精确数据。

云层

木星有着太阳系内最大的行星大气层,跨越的高度超过5000千米。由于木星没有固体的表面,它的大气层基础通常被认为是大气压力等于1MPa(10bar),或十倍于地球表面压力之处。木星的大气层被分为四个层次:对流层、平流层、增温层和散逸层。不同于地球的大气层,木星没有中气层,没有固体的表面,大气最底层的对流层,平稳地转换进入行星的流体内部。这是温度和压力在氢和氦的临界点之上造成的结果,意味着气体和液体的相位之间没有明确的界限存在。

木星的大气组成按分子数量来看,81%是氢,18%是氦,按质量则分别是75%和24%。只有约1%左右的其他气体,其中包括甲烷、水蒸气、氨气等。这与太阳系的前身——原始太阳星云的组成相近,但木星中较重元素的比例却比原始太阳星云多数倍。同为气体行星的土星也是类似的组成,但天王星及海王星中的氢和氦就少得多。由于木星有较强的内部能源,致使其赤道与两极温差不大,不超过3℃,因此木星上南北风很小,主要是东西风,最大风速达130~150米/秒。木星大气中充满了稠密活跃的云系。各种颜色的云层像波浪一样在激烈翻腾着。在木星大气中还观测到有闪电和雷暴。由于木星的快速自转,因此能在它的大气中观测到与赤道平行的、明暗交替的带纹其中的亮带是向上运动的区域,暗纹则是较低和较暗的云。

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