太陽系質(zhì)量最大的行星是木星。木星(Jupiter),是太陽系八大行星中體積最大、自轉(zhuǎn)最快的行星,從內(nèi)向外的第五顆行星。它的質(zhì)量為太陽的千分之一,是太陽系中其它七大行星質(zhì)量總和的2.5倍。木星與土星、天王星、海王星皆屬氣體行星,因此四者又合稱類木行星(木星和土星合稱巨行星)。木星是一個氣態(tài)巨行星,主要由氫組成,其次為氦,占總質(zhì)量的25%,占所有太陽系行星的70%巖核則含有其他較重的元素。下面就跟360常識網(wǎng)一起具體看看太陽系質(zhì)量最大的行星等相關(guān)內(nèi)容。

結(jié)構(gòu)組成
木星是一個巨大的液態(tài)氫星體。隨著深度的增加千米處,液態(tài)氫在高壓和高溫形成。據(jù)推測,木星的中心是一個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)過渡。
木星是四個氣體行星(又稱類木行星)中的一個:即不以固體物質(zhì)為主要組成的行星,它是太陽系中體積最大的行星,赤道直徑為142984千米。木星的密度為1.326 g/cm3,在氣體行星中排行第二,但遠(yuǎn)低于太陽系中四個類地行星。
組成成分
木星的高層大氣是由體積或氣體分子百分率約88-92%的氫和約8-12%的氦所組成。由于氦原子的質(zhì)量是氫原子的四倍,探討木星的質(zhì)量組成時(shí)比例會有所改變:大氣層中氫和氦分別占了總質(zhì)量的75%及24%,余的1%為其他元素,包括微量的甲烷、水蒸氣、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫、硫等物質(zhì)。大氣最外層有冷凍的氨的晶體。木星上也透過紅外線及紫外線測量發(fā)現(xiàn)微量苯和烴的存在。

木星大氣層中氫和氦的比例非常接近原始太陽星云的理論組成,然而,木星大氣中的惰性氣體是太陽的二至三倍,高層大氣中的氖只占了總質(zhì)量的百萬分之二十,約為太陽比例的十分之一,氦也幾乎耗盡,但仍有太陽中氦的比例的80%。這個差距可能是由于元素降水至行星內(nèi)部所造成。
由光譜學(xué)分析而言,土星被認(rèn)為和木星的組成最為相似,但另外的氣體行星、天王星與海王星相較之下所含氫和氦的比例較低,由于沒有太空船實(shí)際深入大氣層的分析,除了木星之外的行星至今仍沒有重元素?cái)?shù)量的精確數(shù)據(jù)。
質(zhì)量大小
木星的質(zhì)量是太陽系其他行星質(zhì)量總和的2.5倍,由于它的質(zhì)量是是如此巨大,因此太陽系的質(zhì)心落在太陽的太陽表面之外,距離太陽中心1.068太陽半徑。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1,321倍,但質(zhì)量只是地球的318倍。木星的半徑是太陽半徑的十分之一,質(zhì)量是太陽質(zhì)量的千分之一,所以兩者的密度是相似的。"木星質(zhì)量"(MJ或MJup)通常被做為描述其它天體,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)在更大,而不是僅有目前的質(zhì)量,它將會繼續(xù)收縮。質(zhì)量上的些許改變,不會讓木星的半徑有明顯的變化,大約要在500地球質(zhì)量(1.6MJup)才會有明顯的改變。盡管隨著質(zhì)量的增加,內(nèi)部會因?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,收縮的過程會繼續(xù)下去,直到達(dá)到可察覺的恒星形成質(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。它接受來自太陽的能量,而內(nèi)部產(chǎn)生的能量也幾乎和接受自太陽的總能量相等。這些額外的熱量是由開爾文-亥姆霍茲機(jī)制通過收縮產(chǎn)生的。這個過程造成木星每年縮小約2厘米。當(dāng)木星形成的時(shí)候,它比現(xiàn)在要略大一點(diǎn)。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)
木星可能有一個石質(zhì)的內(nèi)核,被一層含有少量氦,主要是氫元素的液態(tài)金屬氫包覆著。內(nèi)核上則是大部分的行星物質(zhì)集結(jié)地,以液態(tài)氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎(chǔ)可能只在40億帕壓強(qiáng)下才存在,木星內(nèi)部就是這種環(huán)境(土星也是)液態(tài)金屬氫由離子化的質(zhì)子與電子組成。在木星內(nèi)部的溫度壓強(qiáng)下氫氣是液態(tài)的,而非氣態(tài),這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源,木星的磁場強(qiáng)度大約10高斯,比地球大10倍。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的冰。木星還是天空中已知的最強(qiáng)的射電源之一。
木星內(nèi)部的溫度和壓力,由于開爾文-亥姆霍茲機(jī)制穩(wěn)定地朝向核心增加。在壓力為10帕的”表面”,溫度大約是340 K(67°C;152°F)。在氫相變的區(qū)域-溫度達(dá)到臨界點(diǎn)-氫成為金屬,相信溫度是10,000 K(9,700°C;17,500°F),壓力的200GPa。在核心邊界的溫度估計(jì)為36,000 K(35,700°C;64,300°F),同時(shí)內(nèi)部的壓力大約是3,000至4,500GPa。
大氣組成
木星有著太陽系內(nèi)最大的行星大氣層,跨越的高度超過5,000km(3,107mi)。由于木星沒有固體的表面,它的大氣層基礎(chǔ)通常被認(rèn)為是大氣壓力等于1MPa(10bar),或十倍于地球表面壓力之處。
云層
木星的大氣組成中,按分子數(shù)量來看,81%是氫氣,18%是氦氣,按質(zhì)量則分別是75%和24%。只有約1%左右的其他氣體,其中包括甲烷、水蒸氣、氨氣等。這與太陽系的前身-原始太陽星云的組成相近,但木星中較重元素的比例卻比原始太陽星云多數(shù)倍。同為氣體行星的土星也是類似的組成,但天王星及海王星中的氫和氦就少得多。由于木星有較強(qiáng)的內(nèi)部能源,致使其赤道與兩極溫差不大,不超過3℃,因此木星上南北風(fēng)很小,主要是東西風(fēng),最大風(fēng)速達(dá)130~150米/秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的云系。各種顏色的云層像波浪一樣在激烈翻騰著。在木星大氣中還觀測到有閃電和雷暴。由于木星的快速自轉(zhuǎn),因此能在它的大氣中觀測到與赤道平行的、明暗交替的帶紋其中的亮帶是向上運(yùn)動的區(qū)域,暗紋則是較低和較暗的云。
木星表面有紅、褐、白等五彩繽紛的條紋圖案,可以推測木星大氣中的風(fēng)向是平行于赤道方向,因區(qū)域的不同而交互吹著西風(fēng)及東風(fēng),是木星大氣的一向明顯特征。大氣中含有極微的甲烷、乙炔之類的有機(jī)成份,而且有打雷現(xiàn)象生成有機(jī)物的機(jī)率相當(dāng)大。
大紅斑與渦旋
木星的大紅斑位于南緯23°處,東西長4萬公里,南北寬1.3萬公里。探測器發(fā)現(xiàn),大紅斑是一團(tuán)激烈上升的氣流,呈深褐色。這個彩色的氣旋以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。在大紅斑中心部分有個小顆粒,是大紅斑的核,其大小約幾百公里。這個核在周圍的反時(shí)針漩渦運(yùn)動中維持不動。大紅斑的壽命很長,可維持幾百年或更久。大紅斑的豔麗紅色令人印象深刻,顏色似乎來自紅磷。

鵝蛋形物體的自轉(zhuǎn)是逆時(shí)針方向,周期大約是六天。大紅斑的維度是24,000至40,000千米X 12,000至14,000千米。它的直徑大到可以容得下2至3顆地球。這個風(fēng)暴的最大高度比周圍的云層高出約8km(5mi)。
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)暴通常都不會被命名。白色的鵝蛋傾向于包含大氣層上層,相對較低溫的云。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)間可以只有幾個小時(shí),也可以長達(dá)數(shù)個世紀(jì)。
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