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木星是太阳系中最大的行星体积约为地球的1300倍，质量差不多是其余行星质量总和的两倍半。
由于木星距离地球比较遥远（在6.3~9.3亿公里之间），所以人们对它的了解是非常有限的。木星的里里外外都是些什么样子，它上面的“大红斑”是怎样产生的，众多的卫星又各有什么特点……这些问题一直是个谜。为了揭开木星的奥秘，最近几年美国宇航局曾发射了四艘探测木星的宇宙飞船，即先锋10号、11号和旅行者1号、2号。1973年12月和1974年12月先锋10号、11号先后飞过木星，拍摄了三百多张木星及其卫星的彩色照片，进行了十多种科学探测；1977年夏季又有两艘宇宙飞船一一旅行者1号、2号离开地球，到木星以远的外太空旅行。旅行者1号已于今年3月5日从距离木星27万多公里的空间掠过，拍摄了数以千计的木星及其卫星的彩色照片，同时进行了一系列科学考察。旅行者2号将于今年7月9日飞过木星，届时也会送回大量照片和探测数据。根据已有的资料，给木星重新画个像不仅是必要的，也是可能的。
木星的平均密度是1.33克/厘米3，还不到地球密度的四分之这表明木星是由一些轻元素组成的。事实上，木星的主要成分是氢和氮。先锋10号、11号飞船曾用好几种方法测量木星的氢氮之比测量结果证明，木星的氢氨之比与太阳的基本相同，约为10比1。此外在木星表面还有水蒸气、氨、甲烷、少量的铁等。而在它的大气中还有大量的硫逸出。看来，木星是介于恒星和地球型行星之间的天体。
根据木星的质量、半径和化学组成，木星的内部结构也就大体上清楚了。先锋号飞船的探测结果告诉我们：木星是一个体积庞大、快速旋转的液氢集团。在木星的中心部分也许有一个半径只有一万公里由铁和硅酸盐组成的固体核心，温度高达30000℃。在核的外侧是液态金属氢，这一层一直延伸到距中心46000公里的地方。再向外，金属氢就变成了液氢热海。厚度约24000公里。海面温度为5500℃，海底温度为11000℃，整个热海由于对流而沸腾滚滚。海底压力达到300万个大气压。最外层才是大气厚度只有1000公里，质量仅为木星的1%，其中含氢82%、氨17%由内向外又可分为微水滴、水冰晶、硫酸氢铵结晶、氨结晶、云顶层等。
人们早就注意到了，木星大气里有两种与赤道平行的云带。一种是比较明亮的白色或黄色的带，叫条斑；另一种比较阴暗呈红棕色的叫带纹。从南极到北极共有17条带，显得极为壮观绚丽。根据先锋10号的测定，条斑的温度（-144）比带纹（-137℃）低，这意味着条斑位于大气的上层。这大概是：木星内部的加热气体上升，在大气上层开始冷却，形成氨结晶，所以条斑呈白色。暗的带纹则是下降气流部分，其成分是硫酸氢铵结晶。在木星大气中起决定作用的是大气对流。来自内部的热流量非常大，因此在木星表面星半球与夜半球的温度差不多是相同的。再加上大气层之下是液体，木星的自转速度又极快（约9小时55分），所以木星大气中的低气压和地球的情况完全不样，是沿东西方向分布的。这样就形成了目前所看到的云带结构。
从宇宙飞船拍摄的照片可以看出，木星的云层非常漂亮，真是五彩缤纷、繁花似锦。有白色、橙色的也有棕黄色的，犹如波浪滔滔的大江奔腾不息。值得注意的是在木星云层中还漂浮着一些奇特的斑点其中最著名的要数“大红斑”了。自1665年意大利天文学家卡西尼发现以来，已有310多年了。“大红斑位于赤道以南，它像一个巨大的旋风一样，以逆时针方向不停地旋转。根据旅行者1号的探测，“大红斑长二万多公里，宽一万一千多公里可以容纳三个地球。从宇宙飞船送回的照片来看，“大红斑”的颜色也是随时间变化的。但大体上是深橙色的。
关于“大红斑”的产生原因，历来有各种假说。根据先锋号飞船的探测，目前普遍认为：“大红斑”是巨大的低压旋涡，类似于地球台风。不过地球上的台风最多只能存在几个月，而“大红斑”上的“台风”，不仅规模庞大而且寿命长达好几百年。近年来发现了一个和“大红斑”相似但比“大红斑”小得多的斑点。先锋10号把这个“小红斑”拍入照片。但在先锋11号到达木星之前，“小红斑”就完全消失了。这说明“小红斑”寿命短，“大红斑”寿命长。
除了“木卫14外，已经公认的木星卫星有13颗，卫星数目之多在九大行星中居首位。这些卫星可以分为三组，即内侧的5颗，中间的4颗，外侧的4颗。木星具有恒星的某些特征，例如能够向外辐射能量先锋号上的红外辐射计测得，木星向空间发出的热量是它从太阳那里得到的热量的2.5倍。由此可以看出，木星和它的卫星系统简直就像一个“小型太阳系”。当然，它跟太阳系还是有许多本质上的区别的。在木星的卫星系统里，内侧的5颗比外侧的8颗大得多，例如“木卫3”的半径为2635公里，而“木卫13的半径还不到5公里，悬殊之大却与太阳系中内行星小于外行星形成了鲜明的对照。
先锋号和旅行号飞船从内侧的5颗卫星附近掠过，从而获取了它们的最新资料“木卫1”（伊奥）：半径1820公里，呈斑驳的锈黄色，间杂着白色和浅黄色。它的表面比较平坦，没有一般天体所共有的那么多的环形山。这种奇特现象使科学家们很感兴趣，有的认为这意味着“伊奥”的地质年龄不大；也有的认为这是由于“伊奥”位于木星磁层之内，受到木星的某种保护，使它免受陨星的轰击。在这颗卫星上还发现了至少有6个活火山，正以每小时1600公里的速度喷发着气体和固体物质，这些喷射物质的高度达480公里。火山喷发的强度比地球的大得多。科学家们认为，这是“旅行者1号”
飞船迄今所发回的照片中“最令人激动”的精彩照片。此外，还发现“伊奥”具有稀薄的电离层，这意味着这颗卫星也有大气。据推测，大气密度为地球的二万分之一，厚度为110公里。科学家们还发现“伊奥的表面似乎被盐和硫所覆盖。“木卫2（欧罗巴）半径1525公里，是个明亮的卫星，表面有一些淡黄棕色的暗区和黑褐色的条纹。可能是由冰所覆盖的岩石组成。“木卫3”（加里尔德）呈黄色有些褐色的亮区和暗区，科学家们认为这可能是冰和岩石的混合体。
“木卫4（卡里斯托），半径2450公里，同水星差不多大，呈灰白色，似乎是由冰组成，表面有被轰击的各种迹象。“木卫5”（阿玛尔带亚）2体积很小（半径75公里），形状像个鸡蛋，表面为浅灰色。众多的木星卫星，公转时，可以展现出许多极为有趣的现象：有时它被遮于木星之后；有时则在木星圆面之前掠过；有时落进了木星的影子里；有时则把它的影子投射到木星上。原来，认真观测这些现象发生的时刻。还是测定经度和时钟改正值的一个简单方法呢！罗默首先测定光速、证实光速有限，也是从木卫掩食现象才获得重要结果的。
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