如果我们来到木星,会惊讶地发现天空中有无

文章转载自“格致论道讲坛”

让人不可思议的是

这张呈现木星极区涡旋的照片

跟人类历史上最有天赋的画家

梵高的著名画作《星夜》

有着异曲同工之妙。

尧中华·中国科学院地质与地球物理研究所特聘研究员

格致校园第24期

年4月15日北京

尧中华：嘿！木星——太阳系行星之王21:25来自中科院地质地球所

大家下午好！我是尧中华，来自中国科学院地质与地球物理研究所。我研究的是行星科学，包括太阳系的行星、卫星及彗星等天体环境。今天非常高兴能和大家分享我的研究目标之一——木星。

木星，又被称为太阳系的行星之王，今天我就给大家介绍一下为什么它能够被称为王者。

为什么木星堪当行星之王？

作为王者，首先它不能叫张三、李四、阿猫或阿狗，它一定要有个霸气的名字。

木星的英文名字叫做朱庇特（Jupiter），是罗马神话的众神之王。它对应的是什么呢？可能是大家比较熟悉的希腊神话里的宙斯，也就相当于中国神话中的玉皇大帝。他管辖所有其他神仙，因此是众神之王。

木星除了名字霸气，它还有什么方面能够担得起行星之王的称号呢？接下来我将给大家一一介绍。

作为行星之王，它的体格要健壮、要强壮，要高大威猛，木星就是这样。木星半径比地球半径的11倍还要多，也就是说如果我们将地球一一摆开，11个地球还没有木星长。假如我们把木星想象成一个气球，往里塞地球，更是可以塞下超过个地球——木星的体积是地球的多倍。

▲木星距离太阳5.2天文单位（太阳-地球距离）

木星距离太阳要比地球更远。在行星或者天文学研究当中，通常我们使用的单位不是厘米、米、千米，而是“天文单位”，否则后面就会有很多零，不方便使用。这个天文单位的定义是什么？就是从地球到太阳的距离。木星到太阳的距离实际上比5个天文单位还多，所以木星距离太阳是地球的五倍多。

我们都知道，离太阳越远，接受到的太阳光照与能量就会越少，所以木星所处的环境温度非常低。我们知道太阳系有八大行星，从里往外数木星是第五颗。比它更远的有土星、天王星、海王星，其中最远的就是天王星和海王星。由于它们实在离太阳太远了，到太阳有几十个天文单位，所以表面都冻成冰了，我们就叫它冰巨星。从木星以外的四颗行星这就是太阳系的四大巨行星了。

除了体积特别大，木星的质量也是非常巨大的。相比地球来说，地球只有木星质量的0.。0.是一个非常小的数，具体小到什么程度？

在年北京冬奥会中，代表我们中国队的谷爱凌获得了两金一银的好成绩。她特别喜爱美食，包括照片中正在吃的馅饼。如果我们把谷爱凌的体重对照成木星，那我们地球的质量实际上就和她手里的馅饼差不多，所以这个差异非常大。

木星的质量不仅比地球大，实际上它比太阳系其他七个行星加起来还要大，而且是其他七大行星质量的两倍多。也就是我们把太阳系其他七个行星的质量加起来再乘以二，它还是没有木星重。

事实上，木星不只跟行星相比起来很大，它跟太阳也能“掰一掰手腕”。我们知道太阳是太阳系中当之无愧的王者，它质量最大、体积最大，占据了绝大部分的太阳系质量。在我们的想象中，太阳是一个巨大的中心，其他行星都绕着太阳转。

对于木星以外的行星而言，这个模型非常正确，但是对于木星来说，它跟太阳的绕转关系相当于上图。由于木星的质量特别大，所以它绕转的中心实际上位于太阳的外边，它们俩互相绕着转。当然，它们互相绕着转的点距离太阳的表面非常近。

到木星上盖房子，有可能吗？

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木星是一个体型庞大、质量巨大的星球，如果我们能够移民木星，是不是就可以在上面盖很大的房子、每个人都能拥有一座很大的花园？住房问题是不是就被解决了？这个想象虽然美好，但现实是骨感的。

▲左：气态木星

右：“硬壳”地球

我们知道地球表面有硬壳，虽然有一些地方是海洋，但是海洋也是附着在硬壳表面上的。所以我们人类能够在地球的表面生活，能够开发利用、盖房子等等。但木星不像我们地球，它实际上是一颗气态星球。如果我们在木星的表面盖房子，它就会掉下去。虽然木星很大，但它盖不了房子，有点遗憾。

除了体积和质量最大，木星还有一个非常大的特点，就是它有非常多的“月球”——也就是绕着木星的卫星。

地球只有一个天然卫星，那就是月球。当我们夜间抬头，我们最多只能看到一个月亮，它会出现新月、满月或者几乎看不到的情况。

▲79个“月亮”

如果我们驾驶一艘飞船来到木星的表面，我们一抬头，会发现天空中到处都是“月亮”——因为它有79颗卫星。并且它的“月亮”丰富多彩，甚至可能蕴含生命。

虽然木星是气态星球，我们不能移民到木星。但它的卫星确实可能是一个很好的、适于生命繁殖的场所。

▲伽利略与他的望远镜

事实上，对木星卫星的观测也不是今天才开始的，最早要追溯到伽利略时代。我们都知道伽利略有非常多的伟大发现和发明，其中之一就是改进了望远镜。这个望远镜能够放大30倍，能够被用来观测天体。伽利略用它把月球表面的陨石坑看得非常清晰，并且通过天才般的绘画手艺描绘出了陨石坑。

伽利略不仅用望远镜看到了月球漂亮的陨石坑，观察到很多精细的陨石坑结构。在第二年也就是年，他还用他的望远镜发现了木星周围的四个小天体，这四个小天体分别就是木卫一二三四。他发现这四个小天体有时候都在一边，有时候分别在两边，有时候不一定能完全看到四个，有的可能跑到背面去了。所以他很敏锐地发现，木星周围的四个小天体是它的卫星。

伽利略的这一发现，在当时也直接证实了不是所有的天体都绕着地球转，比如木星的这四个小天体就是绕着木星转。所以这也对人们推翻地心说、确立日心说起到了很大的支持作用。

▲伽利略卫星群（GalileanMoons）

为了纪念伽利略，我们将木星的四个小卫星称为伽利略卫星群，它们也一直是我们人类特别