太陽系中，哪個行星的體積最大?

【專家解說】：木星(Jupiter)古稱歲星，是離太陽遠近的第五顆行星，是太陽系八大行星之一且是八大行星中最大的一顆，比所有其他的行星的合質(zhì)量大2倍（地球的318倍）。木星(a.k.a. Jove)希臘人稱之為 宙斯(眾神之王，奧林匹斯山的統(tǒng)治者和羅馬國的保護人，它是Cronus（土星)的兒子。 公轉(zhuǎn)軌道: 距太陽 778,330,000 千米 (5.20 天文單位) 公轉(zhuǎn)周期：木星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為4332.589天，約合11.86年。 自轉(zhuǎn)周期：木星赤道部分的自轉(zhuǎn)周期為9小時50分30秒,兩極地區(qū)的自轉(zhuǎn)周期稍慢一些。木星是太陽系中自轉(zhuǎn)最快的行星。 行星直徑: 142,984 千米 (赤道) 質(zhì)量: 1.90*10^27千克 表面重力加速度：23.12 米/秒2 衛(wèi)星數(shù)量：16 逃逸速度：60.2 千米/秒 木星在太陽系的八大行星中體積和質(zhì)量最大，它有著極其巨大的質(zhì)量，是其它七大行星總和的2.5倍還多，是地球的318倍，而體積則是地球的1,321倍。按照與太陽的距離由近到遠排，木星位列第五。同時，木星還是太陽系中自轉(zhuǎn)最快的行星，所以木星并不是正球形的，而是兩極稍扁，赤道略鼓。木星是天空中第四亮的星星，僅次于太陽、月球和金星（在有的時候，木星會比火星稍暗，但有時卻要比金星還要亮）。木星主要由氫和氦組成，中心溫度估計高達30,500℃。 木星表面有一個大紅斑，從東到西有40,000公里，從北到南有13,000千米，面積大約453,250,000平方千米。對于它是什么目前仍有爭論，很多人認為它是一個永不停息的旋風(fēng)，它的范圍可以吞沒3個地球。 木星是天空中第四亮的物體（次于太陽，月球和金星；有時候火星更亮一些），早在史前木星就已被人類所知曉。根據(jù)伽利略1610年對木星四顆衛(wèi)星：木衛(wèi)一，木衛(wèi)二，木衛(wèi)三和木衛(wèi)四（現(xiàn)常被稱作伽利略衛(wèi)星）的觀察，它們是不以地球為中心運轉(zhuǎn)的第一個發(fā)現(xiàn)，也是贊同哥白尼的日心說的有關(guān)行星運動的主要依據(jù).許多年來人們一直認為木衛(wèi)三是1609年由伽利略通過他自制的望遠鏡發(fā)現(xiàn)的，連同木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)四被稱為伽利略衛(wèi)星。其實木衛(wèi)三是中國戰(zhàn)國時代的天文學(xué)家甘德發(fā)現(xiàn)的，他著有《歲星經(jīng)》和《天文星占》兩書，可惜均以失傳。唐朝天文學(xué)家瞿曇悉達編著的《開元占經(jīng)》第二十三卷中有這樣的記載“甘氏曰：單閼之歲，攝提格在卯，歲星在子，與須女、虛、危晨出夕入，其狀甚大有光，若有小赤星附于其側(cè)，是謂同盟”。 甘德早在公元前346年發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)三，比伽利略早了將近2000年。 朱庇特及木星符號 氣態(tài)行星沒有實體表面，它們的氣態(tài)物質(zhì)密度只是由深度的變大而不斷加大（我們從它們表面相當(dāng)于1個大氣壓處開始算它們的半徑和直徑）。我們所看到的通常是大氣中云層的頂端，壓強比1個大氣壓略高。 木星由90％的氫和10％的氦（原子數(shù)之比, 75/25％的質(zhì)量比）及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。這與形成整個太陽系的原始的太陽系星云的組成十分相似。土星有一個類似的組成，但天王星與海王星的組成中，氫和氦的量就少一些了。 我們得到的有關(guān)木星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的資料（及其他氣態(tài)行星）來源很不直接，并有了很長時間的停滯。（來自伽利略號的木星大氣數(shù)據(jù)只探測到了云層下150千米處。） 木星可能有一個石質(zhì)的內(nèi)核，相當(dāng)于10－15個地球的質(zhì)量。 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（類似于太陽的內(nèi)部，不過溫度低多了）。在木星內(nèi)部的溫度壓強下，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。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的冰。 最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成，它們在內(nèi)部是液體，而在較外部則氣體化了，我們所能看到的就是這深邃的一層的較高處。水、二氧化碳、甲烷及其他一些簡單氣體分子在此處也有一點兒。 云層的三個明顯分層中被認為存在著氨冰，銨水硫化物和冰水混合物。然而，來自伽利略號的證明的初步結(jié)果表明云層中這些物質(zhì)極其稀少（一個儀器看來已檢測了最外層，另一個同時可能已檢測了第二外層）。但這次證明的地表位置十分不同尋常－－基于地球的望遠鏡觀察及更多的來自伽利略號軌道飛船的最近觀察提示這次證明所選的區(qū)域很可能是那時候木星表面最溫暖又是云層最少的地區(qū)。 來自伽利略號的大氣層數(shù)據(jù)同樣證明那里的水比預(yù)計的少得多，原先預(yù)計木星大氣所包含的氧是目前太陽的兩倍（算上充足的氫來生成水），但目前實際集中的比太陽要少。另外一個驚人的消息是大氣外層的高溫和它的密度。 木星和其他氣態(tài)行星表面有高速颶風(fēng)，并被限制在狹小的緯度范圍內(nèi)，在接近緯度的風(fēng)吹的方向又與其相反。這些帶中輕微的化學(xué)成分與溫度變化造成了多彩的地表帶，支配著行星的外貌。光亮的表面帶被稱作區(qū)（zones），暗的叫作帶（belts）。這些木星上的帶子很早就被人們知道了，但帶子邊界地帶的漩渦則由旅行者號飛船第一次發(fā)現(xiàn)。伽利略號飛船發(fā)回的數(shù)據(jù)表明表面風(fēng)速比預(yù)料的快得多（大于400英里每小時），并延伸到根所能觀察到的一樣深的地方，大約向內(nèi)延伸有數(shù)千千米。木星的大氣層也被發(fā)現(xiàn)相當(dāng)紊亂，這表明由于它內(nèi)部的熱量使得颶風(fēng)在大部分急速運動，不像地球只從太陽處獲取熱量。 木星表面云層的多彩可能是由大氣中化學(xué)成分的微妙差異及其作用造成的，可能其中混入了硫的混合物，造就了五彩繽紛的視覺效果，但是其詳情仍無法知曉。 色彩的變化與云層的高度有關(guān)：最低處為藍色，跟著是棕色與白色，最高處為紅色。我們通過高處云層的洞才能看到低處的云層。 木星表面的大紅斑早在300年前就被地球上的觀察所知曉（這個發(fā)現(xiàn)常歸功于卡西尼，或是17世紀的Robert Hooke）。大紅斑是個長25,000千米,跨度12,000千米的橢圓，總以容納兩個地球。其他較小一些的斑點也已被看到了數(shù)十年了。紅外線的觀察加上對它自轉(zhuǎn)趨勢的推導(dǎo)顯示大紅斑是一個高壓區(qū)，那里的云層頂端比周圍地區(qū)特別高，也特別冷。類似的情況在土星和海王星上也有。目前還不清楚為什么這類結(jié)構(gòu)能持續(xù)那么長的一段時間。 木星向外輻射能量，比起從太陽處收到的來說要多。木星內(nèi)部很熱：內(nèi)核處可能高達20,000開。該熱量的產(chǎn)量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的（行星的慢速重力壓縮）。（木星并不是像太陽那樣由核反應(yīng)產(chǎn)生能量，它太小因而內(nèi)部溫度不夠引起核反應(yīng)的條件。）這些內(nèi)部產(chǎn)生的熱量可能很大地引發(fā)了木星液體層的對流，并引起了我們所見到的云頂?shù)膹?fù)雜移動過程。土星與海王星在這方面與木星類似，奇怪的是，天王星則不。 木星與氣態(tài)行星所能達到的最大直徑一致。如果組成又有所增加，它將因重力而被壓縮，使得全球半徑只稍微增加一點兒。一顆恒星變大只能是因為內(nèi)部的熱源（核能）關(guān)系，但木星要變成恒星的話，質(zhì)量起碼要再變大80倍。 宇宙飛船發(fā)回的考察結(jié)果表明，木星有較強的磁場，表面磁場強度達3～14高斯，比地球表面磁場強得多（地球表面磁場強度只有0.3～0.8高斯）。木星磁場和地球的一樣，是偶極的，磁軸和自轉(zhuǎn)軸之間有 10°8′的傾角。木星的正磁極指的不是北極，而是南極，這與地球的情況正好相反。由于木星磁場與太陽風(fēng)的相互作用，形成了木星磁層。木星磁層的范圍大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在距離木星140萬～700萬公里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5~7萬公里的范圍內(nèi)。木星的四個大衛(wèi)星都被木星的磁層所屏蔽，使之免遭太陽風(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?！奥眯姓?號”還發(fā)現(xiàn)木星背向太陽的一面有3萬公里長的北極光。1981年初，當(dāng)“旅行者2號”早已離開木星磁層飛奔土星的途中，曾再次受到木星磁場的影響。由此看來，木星磁尾至少拖長到6000萬公里，已達到土星的軌道上。 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入木星大氣而形成的。木星有光環(huán)。光環(huán)系統(tǒng)是太陽系巨行星的一個共同特征，主要由小石塊和雪團等物質(zhì)組成。木星的光環(huán)很難觀測到，它沒有土星那么顯著壯觀，但也可以分成四圈。木星環(huán)約有6500公里寬，但厚度不到10公里。