太陽系內的巨無霸──木星 

 

木星、土星、天王星、海王星與地球的大小比例

木星,我國古代稱為歲星,它的直徑有十四萬三千公里,相當於地球的十一倍多,而其圓周則比地球到月球的距離-三十八萬公里還要長,因此如果木星是中空的話,「肚量」之大可容納一千三百多個地球,或者將所有太陽系其它的行星都「打包」進去還足足有餘。木星雖然它的塊頭很大,但是其質量卻僅有地球的三百一十八倍,因此密度每立方公分僅有1.3公克,實在是有夠「虛」的,這是因為木星是個主要由氫、氦等氣體構成的星球,在表層大氣的雲中含有硫、磷、氨及甲烷與少量的水汽。

木星公轉太陽運行一周需時將近十二年,因此「木星上的小朋友」要每隔十二年,才能過一次年,拿一次壓歲錢──真是「無語問蒼天」啊!至於木星上的一天,也就是自轉一周所需的時間,可說是太陽系九大行星中最短的,只需九時五十五分而已,而我們地球自轉一周需時二十四小時,等於地面上的一點每秒移動四百七十公尺,但是在木星上每秒竟移動達五千二百公尺!相當於一顆炮彈速度的十倍!其離心力之大實難想像,木星受此高速自轉的影響下,赤道因而向外突出,以致於木星的赤道比兩極要大一千七百多公里──有個凸出的小肚子!

我們從高倍的天文望遠鏡中看木星,其視直徑差不多有三十角秒到五十角秒之大,可說是非常容易辨識的行星,你會很容易的發現木星表面有許多平行赤道的斑紋,其狀如帶、濃淡相間,帶之形狀、數目、顏色及寬度都時有變化。

木星表面的大紅斑及其附近複雜的氣流

木星南半球,我們可見一非常著名的大紅斑,其斑長約二萬公里、寬約一萬公里,面積有地球的四倍大!它隨著木星本體轉動,這個早在十七世紀就被發現的大紅斑,當時色彩較濃,但目前已逐漸暗淡,對於這個奇特的大紅斑,有人認為它是一個超級大颱風的颱風眼,亦有人認為這是木星兩個不同方向的氣流相激所造成的,但真實的成因,至今尚為一謎團。

從一小口徑的望遠中遙望木星,可見其附近有四個光點,這正是義大利著名的天文學家伽利略在1609年所發現的「伽利略木衛」,當初他從一簡陋的望遠鏡中發現這四顆衛星規律地繞著木星旋轉運行,因而成為支持哥白尼「地動說」最有力的佐證,它們像四顆珍珠排成一直線,在繞木星運行時會發生許多有趣的現象。當衛星繞到木星背後陰影區時,會因無陽光照射而不為我們所見,在繞到木星前方時會投影到木星表面,此時我們可在木星面上看到一個小黑點,但當它繞過木星的輝面後,亮度會突然大增,由黑點頓時變成一亮點,實在是精彩的天體燈光秀。木星除了這四個衛星外,另外還有「三十五個」衛星,因此目前它是九大行星中衛星最多的行星──三十九個(更新:2003年3月最新資料為-五十二個)。「如果」將來你有機會移居到木星,就可看到一幅壯觀的景象,三十九個月亮散佈在空中,像一群頑皮小孩四處亂跑,有的自西而東順行,有的自西而東逆行,當這兒一個落下時,那兒說不定又同時昇起三個月亮,對於只有一個月亮的地球而言──「打死我也不相信有這種邪門事!」

對於木星及其衛星的認知,天文學家原本是靠大口徑高倍的天文望遠鏡,但當進入太空時代後,發射太空船到遙遠行星的附近偵測,並將特寫畫面、細部資料傳回地球,其成就會遠超過地面望遠鏡的觀測所得。1977年美國太空總署所發射的兩艘「航海家」太空船與1989年發射的「伽利略」太空船,在經過六、七億公里的航行後,近距離詳細觀測、分析,我們對於木星及其衛星,才有更深一層的認識。

木星歐羅巴衛星的表面

據太空船所傳回大量的照片顯示,整個木星都被雲層包圍,上面經年累月都有巨大的風暴產生,有的風暴大到足以吞噬整個地球,風速高達每秒鐘將近三百公尺。著名的大紅斑附近,亦被複雜的漩渦式氣流環繞著,這可能就是大紅斑經常移動位置的原因之一。此外在木星複雜的大氣層中,發現有類似地球閃電與極光的現象,另外大氣形成某種簡單的生命,很令科學感到興趣,另一戲劇性的發現就是偵測出木星周圍有一模糊的微粒光環,它像一條細繩般圍繞著木星,因而我們在地面觀測不到。

此外,太空船也對四顆伽利略衛星作了近距離的觀測,其中「埃歐」衛星整個地表都是硫磺,而最具「爆炸性」的發現,是上面有六個正在爆炸的活火山,以時速三千二百公里的疾速噴發而出,這比地球上任何火山爆炸更為壯觀。「甘尼米德」衛星為太陽系最大的衛星,灰褐色的表面上,有許多明亮的斑點。「卡利斯多」衛星的表層漆黑,上面如月球般佈滿了麻點斑斑的坑洞,其中還有一直徑六百公里巨型的環狀結構。至於「歐羅巴」衛星,表面有厚達一百六十公里明亮的冰原,上面佈滿了如網狀般的條紋,根據伽利略太空船進一步的偵測,發現歐羅巴的外表不但有冰層,冰層不可能有大量的液態水流動,當外層的冰層受到木星潮汐的作用而互相碰撞時,因摩擦生熱就會產生形成生命所需的能量,而帶有熱量及有機物的液態水,就會使歐羅巴成為太陽系中最有可能尋獲生命的星球。其後在卡利斯多與甘尼米德兩個衛星的表面,也都發現地表下有海洋存在的跡象,若再加上火星與地球,這都顯示在太陽系中,冰凍的並非罕見的現象。

木星是一個非常特殊的行星,由於其放射出的能量比從太陽所接收的還要多四倍,因此有些天文學家將木星視為因「營養不良」而「發育未成」的恆星,如果木星質再增加數倍的話,它就有可能會成為一個能發光、發熱的恆星,如此我們人類就生存於一雙星的太陽系內,擁有兩個太陽,旁晚太陽下山天黑後,當木星出現時──咦,天又亮了!