木星是太阳系内八大行星,是四颗气态巨行星之一,按照公转轨道和太阳的距离排在第五位,它的邻居内侧是火星外侧是土星。如果说太阳是太阳系内的老大,那么木星就是太阳系内的大儿子,它的质量是其它七大行星的2.5倍,体积是地球的1321倍,而质量只有地球的318倍,这说明它的密度很小。
木星的直径是14.3万公里,由于是气态巨行星主要成分分别是75%的氢和不到25%的氦构成,剩余的就是一些其它稀有气体含量极少。气态巨行星的成分和太阳比较类似,主要就是氢构成。尤其是气态行星因此没有固定的表面,一般把大气压力等于1bar的地方称为木星大气层的顶端,这也是我们通常看到的木星条纹表面,而大气压力等于10bar的地方是木星的“伪地表”,按照这样的规则来计算木星的大气层厚度大约5000公里。
木星的大气层非常活跃,高速的在进行旋转,九个小时就可以绕木星一周了,同时我们也可以看到木星表面上的条纹,还有非常具代表性的气旋,最大的就是木星大红斑,是一个长度为2.5万公里、高度为1.2万公里的风暴气旋,大红斑每6个地球日就可以逆时针旋转一周。最猛烈的时候可以卷起8公里高的云塔,就像是一个珠穆朗玛峰一样。
科学家经过多年的探测发现木星是分层结构的,由于自身的引力塌陷作用,越往内部压力和温度就会越高,通常认为木星内部是一个岩质内核,直径差不多是1-2个地球大小,但质量可以达到地球的15-40倍。包裹着岩质内核的是金属氢,厚度可以达到4.5万公里,因为巨大的压力作用,变成了简并态物质,经过相变之后具有了金属的性质。最低的温度要求是9700摄氏度,压力是200Gpa。在金属氢外层包裹着的是液态氢,液态氢之外就是气态氢和氦了。
由于巨大的压力作用,即使木星大气层高速运动,风暴气旋剧烈运动,但这些都不足以掀起液态氢的巨浪,由于压力太高了,即使是液态的,也难以掀起一丝的波澜。对于这种气态巨行星在宇宙中貌似非常普遍,要多于岩质行星,人类寻找系外行星,发现好多都是气态巨行星,那么寻找地外生命就无望了吗?
对于气态行星是不可能有生命存在的,至少按照我们目前的科学体系来说是这样的,温度、压力上都不适合,主要是没有液态水也没有适合的气体。但一般气态巨行星的周围都会聚集着大量的卫星,就像木星周围就有79颗卫星,而土星周围的卫星按照最新的统计,已经超过木星的卫星。例如最被科学家关注的木卫二欧罗巴和土卫六泰坦,这两颗卫星有存在地外生命的可能性。
这里要特别的提一下木卫二,它有着厚厚的冰层,在冰层之下还有着液态海洋,对于生命来说液态水的存在至关重要。在太阳系内的天体上要想存在稳定液态水,就需要位于宜居带,接收到不多不少稳定的太阳辐射能。如果不靠着太阳,就需要自身“产热了”,例如木卫二主要就是因为在木星巨大的潮汐力作用下,内部产生摩擦产生热量,才可以保持稳定液态水。
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