木星（Jupiter）是太陽(yáng)系中距離太陽(yáng)第五近的行星，也是太陽(yáng)系中體積最大的行星。截至2023年，木星已知有92顆衛(wèi)星。

古人早已認(rèn)識(shí)這顆行星 ，羅馬人以主神朱庇特命名這顆行星。古代中國(guó)則稱木星為歲星，取其繞行天球?[19]??一周約為12年，與地支相同之故。到西漢時(shí)期，《史記?天官書》作者司馬遷從實(shí)際觀測(cè)發(fā)現(xiàn)歲星呈青色，與“五行”學(xué)說(shuō)聯(lián)系在一起，正式把它命名為“木星”。

從地球看木星，視星等最高可達(dá)-2.94等，已經(jīng)可以在地面照出物體陰影。木星是繼月球和金星之后，是夜空平均亮度第三的天體（火星在其軌道的特定點(diǎn)上時(shí)能短暫超過(guò)木星的亮度）。

木星是顆巨行星，質(zhì)量是太陽(yáng)的千分之一，但卻是太陽(yáng)系其他行星質(zhì)量總和的2.5倍。木星的主要成分是氫，但只占十分之一分子數(shù)量的氦，卻占了總質(zhì)量的四分之一；它可能有巖石核心和重元素，但沒(méi)有可以明確界定的固體表面。由于快速地自轉(zhuǎn)，木星的外觀呈現(xiàn)扁球體。大氣層依緯度成不同的區(qū)域帶，在彼此的交界處有湍流和風(fēng)暴作用著。最顯著的例子就是大紅斑，這是17世紀(jì)第一次被望遠(yuǎn)鏡見(jiàn)到后就未曾停歇過(guò)的巨大風(fēng)暴。環(huán)繞著木星的還有微弱的行星環(huán)和強(qiáng)大的磁層，包括4顆1610年發(fā)現(xiàn)的伽利略衛(wèi)星，至2019年12月已經(jīng)發(fā)現(xiàn)79顆衛(wèi)星。木衛(wèi)三是其中最大的一顆，其直徑大于行星中的水星。

• 中文名

• 木星

• 外文名

• Jupiter

• 別????名

• 歲星

• 分????類

• 行星，類木行星，氣態(tài)巨行星

• 質(zhì)????量

• 1.8982?1027?kg(317.8 M⊕)

• 平均密度

• 1.326 g/cm3

• 直????徑

• 139822 km(平均直徑)

• 表面溫度

• -108 ℃(165 K，1巴大氣云頂)

• 逃逸速度

• 59.5 km/s

• 反照率

• 0.503(球面，0.538 幾何)

• 視星等

• -2.94 至 -1.66 等?[1]

• 自轉(zhuǎn)周期

• 9小時(shí)55分30秒(赤道略短，兩極略長(zhǎng))?[1]

• 半長(zhǎng)軸

• 5.2044 天文單位

• 離心率

• 0.0489

• 公轉(zhuǎn)周期

• 11.862 年

• 平近點(diǎn)角

• 20.020 度

• 軌道傾角

• 1.303 度

• 升交點(diǎn)經(jīng)度

• 100.464 度

• 遠(yuǎn)日點(diǎn)

• 5.4588 天文單位

• 近日點(diǎn)

• 4.9501 天文單位

• 平均公轉(zhuǎn)速度

• 47051 km/h

• 會(huì)合周期

• 398.88 天

• 極半徑

• 66854 km

• 扁????率

• 0.06487±0.00015

• 表面積

• 6.1419×10^10km2（地球的122倍）

• 體????積

• 1.4313×10^15km3（地球的1316倍）

• 表面重力

• 24.79 m/s2(2.528 g)

• 表面氣壓

• 20–200 千帕

• 衛(wèi)星數(shù)量

• 已知有79顆?[2]

• 大氣成分

• 氫氣、氦氣、甲烷、氨、重氫、乙烷、水

• 衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)者

• 伽利略，甘德等?[3]

• 轉(zhuǎn)軸傾角

• 3.13°

• 赤道半徑

• 71492公里

衛(wèi)星

木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四在1610年被伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，稱為伽利略衛(wèi)星。1892年巴納德發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)五，其他衛(wèi)星都是1904年以后用照相方法陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的。旅行者號(hào)飛船于1979年發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)十四，1980年又先后發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)十五和木衛(wèi)十六。除四個(gè)伽利略衛(wèi)星外，其余的衛(wèi)星半徑多是幾千米到20千米的大石頭。木衛(wèi)三半徑為2631千米，是衛(wèi)星中最大的一顆，直徑大于水星。木衛(wèi)二可能存在液態(tài)的海洋。木星的四個(gè)伽利略衛(wèi)星和木衛(wèi)五的軌道幾乎在木星的赤道面上。?[5]?

伽利略衛(wèi)星，從左至右為木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四

木星運(yùn)動(dòng)正逐漸地變緩。同樣相同的引潮力也改變了衛(wèi)星的軌道，使它們慢慢地逐漸遠(yuǎn)離木星。木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三由引潮力影響而使軌道共振固定為1：2：4，并共同變化。木衛(wèi)四也是這其中一個(gè)部分，在未來(lái)的數(shù)億年里，木衛(wèi)四也將被鎖定，以木衛(wèi)三的兩倍公轉(zhuǎn)周期，以木衛(wèi)一的八倍來(lái)運(yùn)行。

木星有眾多衛(wèi)星，2018年已發(fā)現(xiàn)79顆，木星的衛(wèi)星由宙斯一生中所接觸過(guò)的人來(lái)命名（大多是他的情人）。它們大致分為三群：第一，順行的規(guī)則衛(wèi)星，最靠近木星，木衛(wèi)十六、木衛(wèi)十四、木衛(wèi)五、木衛(wèi)十五和四顆伽利略衛(wèi)星共8顆，軌道偏心率都小于0.01。第二，順行的不規(guī)則衛(wèi)星，離木星稍遠(yuǎn)的一群，包括木衛(wèi)十三、木衛(wèi)六、木衛(wèi)十及木衛(wèi)七等，偏心離為0.11～0.21。第三，逆行的不規(guī)則衛(wèi)星，離木星最遠(yuǎn)的一群，包括木衛(wèi)十二、木衛(wèi)十一、木衛(wèi)八及木衛(wèi)九等，偏心率0.17～0.38。

行星環(huán)

木星環(huán)組成示意圖

木星有一個(gè)同土星般的環(huán)，不過(guò)又小又微弱。早在1974年先鋒11號(hào)探測(cè)器訪問(wèn)木星時(shí)，就曾在離木星約13萬(wàn)千米處觀測(cè)到高能帶電粒子的吸收特征。兩年后有人提出這一現(xiàn)象可用木星存在塵埃環(huán)來(lái)說(shuō)明。可惜當(dāng)時(shí)無(wú)人作進(jìn)一步的定量研究以推測(cè)這一假設(shè)環(huán)的物理性質(zhì)。木星環(huán)的發(fā)現(xiàn)純屬意料之外，只是由于兩個(gè)旅行者1號(hào)的科學(xué)家一再堅(jiān)持應(yīng)該去看一下是否有光環(huán)存在。其他人都認(rèn)為發(fā)現(xiàn)光環(huán)的可能性為零，但事實(shí)上木星環(huán)是存在的。1979年3月，旅行者1號(hào)探測(cè)器穿越木星赤道平面時(shí)，這時(shí)它所攜帶的窄角照相機(jī)在離木星120萬(wàn)千米的地方拍到了亮度十分暗弱的木星環(huán)的照片。同年7月，后到達(dá)的旅行者2號(hào)探測(cè)器又獲得了有關(guān)木星環(huán)的更多的信息，證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。

木星光環(huán)的形狀像個(gè)薄圓盤，其厚度約為30千米，寬度約為9400千米，離木星128300千米。光環(huán)分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)，外環(huán)較亮，內(nèi)環(huán)較暗幾乎與木星大氣層相接。光環(huán)的光譜型為G型，光環(huán)也環(huán)繞著木星公轉(zhuǎn)，7小時(shí)轉(zhuǎn)一圈。根據(jù)對(duì)空間飛船所拍得照片的研究，現(xiàn)已知道木星環(huán)系主要由亮環(huán)、暗環(huán)和暈三部分組成。亮環(huán)在暗環(huán)的外邊暈為一層極薄的塵云，將亮環(huán)和暗環(huán)整個(gè)包圍起來(lái)的厚度不超過(guò)30千米亮環(huán)離木星中心約13萬(wàn)千米，寬600千米。暗環(huán)在亮環(huán)的內(nèi)側(cè)，寬可達(dá)5萬(wàn)千米，其內(nèi)邊緣幾乎同木星大氣層相接。亮環(huán)的不透明度很低，其環(huán)粒只能截收通過(guò)陽(yáng)光的萬(wàn)分之一左右?？拷镰h(huán)的外緣有一寬約700千米的亮帶它比環(huán)的其余部分約亮10%，暗環(huán)的亮度只及亮度環(huán)的幾分之一。暈的延伸范圍可達(dá)環(huán)面上下各1萬(wàn)千米它在暗環(huán)兩旁延伸到最遠(yuǎn)點(diǎn)，外邊界則比亮環(huán)略遠(yuǎn)。據(jù)推算，環(huán)粒的大小約為2微米，真可算是微粒。這種微米量級(jí)的微粒因輻射壓力、微隕星撞擊等原因壽命大大短于太陽(yáng)系壽命。為了證實(shí)木星環(huán)是一種相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)這一說(shuō)法人們提出了維持這種小塵埃粒子數(shù)量的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的幾種可能的環(huán)粒補(bǔ)充源。

如果光環(huán)要保持形狀，它們需被不停地補(bǔ)充。兩顆處在光環(huán)中公轉(zhuǎn)的小衛(wèi)星：木衛(wèi)十六和木衛(wèi)十七，是光環(huán)物質(zhì)來(lái)源的最佳候選。木星的兩極有極光，這似乎是從木衛(wèi)一上火山噴發(fā)出的物質(zhì)沿著木星的引力線進(jìn)入木星大氣而形成的。木星有光環(huán)，光環(huán)系統(tǒng)是太陽(yáng)系巨行星的一個(gè)共同特征，主要由黑色碎石塊和雪團(tuán)等物質(zhì)組成。木星的光環(huán)很難觀測(cè)到它沒(méi)有土星那么顯著壯觀，但也可以分成四圈。木星環(huán)約有9400千米寬，但厚度不到30千米，光環(huán)繞木星旋轉(zhuǎn)一周需要大約7小時(shí)。伽利略號(hào)飛行器對(duì)木星大氣的探測(cè)發(fā)現(xiàn)木星光環(huán)和最外層大氣層之間另存在了一個(gè)強(qiáng)輻射帶，大致相當(dāng)于電離層輻射帶的十倍強(qiáng)。

質(zhì)量大小

木星的質(zhì)量是太陽(yáng)系其他行星質(zhì)量總和的2.5倍，由于它的質(zhì)量是如此巨大，因此太陽(yáng)系的質(zhì)心落在太陽(yáng)的表面之外，距離太陽(yáng)中心1.068太陽(yáng)半徑。雖然木星的直徑是地球的11倍，非常巨大，但是它的密度很低，所以木星的體積是地球的1321倍，但質(zhì)量只是地球的318倍。木星的半徑是太陽(yáng)半徑的十分之一，質(zhì)量只為太陽(yáng)質(zhì)量的千分之一，所以兩者的密度是相似的?！澳拘琴|(zhì)量”（MJ或MJup）通常被作為描述其它天體（特別是系外行星和棕矮星）的質(zhì)量單位。因此，例如系外行星HD 209458 b的質(zhì)量是0.69MJup，而仙女座κb的質(zhì)量是12.8MJup。

理論模型顯示如果木星的質(zhì)量比現(xiàn)今更大，而不是318個(gè)地球質(zhì)量，它將會(huì)繼續(xù)收縮。質(zhì)量上的些許改變，不會(huì)讓木星的半徑有明顯的變化，大約要在500地球質(zhì)量（1.6MJup）才會(huì)有明顯的改變。盡管隨著質(zhì)量的增加，內(nèi)部會(huì)因?yàn)閴毫Φ脑黾佣s小體積。結(jié)果是，木星被認(rèn)為是一顆幾乎達(dá)到了行星結(jié)構(gòu)和演化史所能決定的最大半徑。隨著質(zhì)量的增加，收縮的過(guò)程會(huì)繼續(xù)下去，直到達(dá)到可察覺(jué)的恒星形成質(zhì)量，大約是50MJup的高質(zhì)量棕矮星。

然而，需要75倍的木星質(zhì)量才能使氫穩(wěn)定的融合成為一顆恒星。最小的紅矮星，半徑大約只是木星的30%。盡管如此，木星仍然散發(fā)出更多的能量。它接受來(lái)自太陽(yáng)的能量，而內(nèi)部產(chǎn)生的能量也幾乎和接受自太陽(yáng)的總能量相等。這些額外的熱量是由開爾文-亥姆霍茲?rùn)C(jī)制通過(guò)收縮產(chǎn)生的。這個(gè)過(guò)程造成木星每年縮小約2厘米。當(dāng)木星形成的時(shí)候，它要比當(dāng)前觀測(cè)到的要略大一點(diǎn)。

大紅斑與渦旋

木星的大紅斑位于南緯23°處，長(zhǎng)2萬(wàn)千米，寬1.1萬(wàn)千米。探測(cè)器發(fā)現(xiàn)，大紅斑是一團(tuán)激烈上升的氣流，呈深褐色。這個(gè)彩色的氣旋以逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。在大紅斑中心部分有個(gè)小顆粒，是大紅斑的核，其大小約幾百千米。這個(gè)核在周圍的反時(shí)針漩渦運(yùn)動(dòng)中維持不動(dòng)。大紅斑的壽命很長(zhǎng)，可維持幾百年或更久。早在1665年，意大利天文學(xué)家卡西尼就發(fā)現(xiàn)了它。大紅斑艷麗的紅色令人印象深刻，顏色似乎來(lái)自紅磷。?[9]??大紅斑的自轉(zhuǎn)是逆時(shí)針?lè)较?，周期大約是六天。大紅斑的長(zhǎng)度是24000至40000千米，寬度是12000至14000千米。它的直徑大到可以容得下2至3顆地球。這個(gè)風(fēng)暴的最大高度比周圍的云層高出約8千米。風(fēng)暴通常都發(fā)生在巨行星大氣層的湍流內(nèi)，木星也有白色和棕色的鵝蛋形風(fēng)暴，但較小的那些風(fēng)暴通常都不會(huì)被命名。白色的鵝蛋傾向于包含大氣層上層，相對(duì)較低溫的云。棕色鵝蛋形是較溫暖和位于普通云層。這種風(fēng)暴持續(xù)的時(shí)間可以只有幾個(gè)小時(shí)，也可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)世紀(jì)。

磁場(chǎng)

木星的磁場(chǎng)強(qiáng)度是地球的14倍，范圍從赤道的4.2高斯（0.42mT）到極區(qū)的10至14高斯（1.0～1.4mT），是太陽(yáng)系最強(qiáng)的磁場(chǎng)（除了太陽(yáng)黑子）。環(huán)繞著行星的是松弱的行星環(huán)系統(tǒng)和強(qiáng)大的磁層（木星磁場(chǎng)十分強(qiáng)大，其背對(duì)太陽(yáng)一面的磁場(chǎng)甚至延伸至土星軌道）。這個(gè)場(chǎng)被認(rèn)為是由渦流產(chǎn)生的——旋流運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電材料——核心的液態(tài)金屬氫。在埃歐衛(wèi)星的火山釋放出大量的二氧化硫，形成沿著衛(wèi)星軌道的氣體環(huán)。這些氣體在磁層內(nèi)被電離，生成硫和氧的離子。它們與源自木星大氣層的氫離子，在木星的赤道平面形成等離子片。這些片狀的等離子與行星一起轉(zhuǎn)動(dòng)，造成進(jìn)入磁場(chǎng)平面的變形偶極磁場(chǎng)。在等離子片內(nèi)的電流產(chǎn)生強(qiáng)大的無(wú)線電訊號(hào)，造成范圍在0.6至30MHz的爆發(fā)。

木星極光

木星磁層的范圍大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在距離木星140萬(wàn)～700萬(wàn)千米之間的巨大空間都是木星的磁層；而地球的磁層只在距地心5萬(wàn)～7萬(wàn)千米的范圍內(nèi)。木星的五個(gè)大衛(wèi)星（木衛(wèi)一至木衛(wèi)五）?[1]??都被木星的磁層所覆蓋，使之免遭太陽(yáng)風(fēng)的襲擊。地球周圍有條稱為范艾倫帶的輻射帶，木星周圍也有這樣的輻射帶。旅行者1號(hào)還發(fā)現(xiàn)木星背向太陽(yáng)的一面有3萬(wàn)千米長(zhǎng)的北極光。1981年初，當(dāng)旅行者2號(hào)早已離開木星飛奔土星的途中，曾再次受到木星磁場(chǎng)的影響。由此看來(lái)，木星磁尾至少拖長(zhǎng)到了6000萬(wàn)千米以外。

木星的磁氣圈分布范圍比地球磁氣圈的范圍大上100多倍，是太陽(yáng)系中最大的磁氣圈。由于太陽(yáng)風(fēng)和磁氣圈的作用木星也和地球一樣在極區(qū)有極光產(chǎn)生，強(qiáng)度約為地球的100倍。

綜述 木星是一個(gè)巨大的液態(tài)氫星體。隨著深度的增加，在距離表面至少5000千米深處，液態(tài)氫在高壓和高溫環(huán)境下形成。據(jù)推測(cè)，木星的中心是一個(gè)含硅酸鹽和鐵等物質(zhì)組成的核區(qū)，物質(zhì)組成與密度呈連續(xù)過(guò)渡。木星是氣態(tài)行星（又稱類木行星），即以非固體物質(zhì)為主要組成的行星，它是太陽(yáng)系中體積最大的行星，赤道直徑為142984千米。木星的密度為1.326g/cm3，在氣體行星中排行第二，但遠(yuǎn)低于太陽(yáng)系中四個(gè)類地行星。 木星質(zhì)量大小 木星的質(zhì)量是太陽(yáng)系其他行星質(zhì)量總和的2.5倍，由于它的質(zhì)量是如此巨大，因此太陽(yáng)系的質(zhì)心落在太陽(yáng)的表面之外，距離太陽(yáng)中心1.068太陽(yáng)半徑。雖然木星的直徑是地球的11倍，體積是地球的1321倍，非常巨大，但是它的密度很低，所以木星的質(zhì)量只是地球的318倍。木星的半徑是太陽(yáng)半徑的十分之一，質(zhì)量只為太陽(yáng)質(zhì)量的千分之一，所以兩者的密度是相似的?！澳拘琴|(zhì)量”（MJ或MJup）通常被作為描述其它天體（特別是系外行星和棕矮星）的質(zhì)量單位。因此，例如系外行星HD 209458 b的質(zhì)量是0.69MJup，而仙女座κb的質(zhì)量是12.8MJup。理論模型顯示如果木星的質(zhì)量比現(xiàn)今更大，而不是318個(gè)地球質(zhì)量，它將會(huì)繼續(xù)收縮。質(zhì)量上的些許改變，不會(huì)讓木星的半徑有明顯的變化，大約要在500地球質(zhì)量（1.6MJup）才會(huì)有明顯的改變。盡管隨著質(zhì)量的增加，內(nèi)部會(huì)因?yàn)閴毫Φ脑黾佣s小體積。結(jié)果是，木星被認(rèn)為是一顆幾乎達(dá)到了行星結(jié)構(gòu)和演化史所能決定的最大半徑。隨著質(zhì)量的增加，收縮的過(guò)程會(huì)繼續(xù)下去，直到達(dá)到可察覺(jué)的恒星形成質(zhì)量，大約是50MJup的高質(zhì)量棕矮星。然而，需要75倍的木星質(zhì)量才能使氫穩(wěn)定的融合成為一顆恒星。最小的紅矮星，半徑大約只是木星的30%。盡管如此，木星仍然散發(fā)出更多的能量。它接受來(lái)自太陽(yáng)的能量，而內(nèi)部產(chǎn)生的能量也幾乎和接受自太陽(yáng)的總能量相等。這些額外的熱量是由開爾文-亥姆霍茲?rùn)C(jī)制通過(guò)收縮產(chǎn)生的。這個(gè)過(guò)程造成木星每年縮小約2厘米。當(dāng)木星形成的時(shí)候，它要比當(dāng)前觀測(cè)到的要略大一點(diǎn)。