木星-木星的结构组成介绍

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原文标题：木星的结构组成介绍

木星（英语：Jupiter，拉丁语：Iovi，符号：♃）是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星，距离太阳第五远的行星。它的质量为太阳的千分之一，是太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。由于木星与土星、天王星、海王星皆为气体行星，因此四者又合称类木行星（木星和土星合称气态巨行星）。

木星是一个气态巨行星，占所有太阳系行星质量的70%，主要由氢组成，占其总质量的75%，其次为氦，占总质量的25%，岩核则含有其他较重的元素。人类所看到的通常是大气中云层的顶端，压强比1个大气压略高。

木星由于自转快速（自转一周为10个小时）而呈现扁球体（赤道附近有略微但可见的凸起），号称“灵活的胖子”。外大气层明确依纬度分为多个带域，各带域相接的边际容易出现乱流和风暴，最显著的例子是大红斑。环绕着行星的是松弱的行星环系统和强大的磁层（木星磁场十分强大，其背对太阳一面的磁场甚至延伸至土星轨道）。目前，木星的周围发现了79颗卫星。

木星的结构组成

木星是一个巨大的液态氢星体。随着深度的增加，在距离表面至少5000千米深处，液态氢在高压和高温环境下形成。据推测，木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区，物质组成与密度呈连续过渡。

木星是四个气体行星（又称类木行星）中的一

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个：即不以固体物质为主要组成的行星，它是太阳系中体积最大的行星，赤道直径为142984千米。木星的密度为1.326g/cm³，在气体行星中排行第二，但远低于太阳系中四个类地行星。

组成成分

木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88%～92%的氢和约8%～12%的氦所组成。由于氦原子的质量是氢原子的四倍，探讨木星的质量组成时比例会有所改变：大气层中氢和氦分别占了总质量的75%及24%，余的1%为其他气体物质，包括微量的甲烷、水蒸气、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量

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的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢、硫等物质。大气最外层有冷冻的氨的晶体。木星上也透过红外线及紫

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外线测量发现微量苯和烃的存在。

木星大气层中氢和氦的比例非常接近原始太阳星云的理论组成，然而，木星大气中的惰性气体是太阳的二至三倍，高层大气中的氖只占了总质量的百万分之二十，约为太阳比例的十分之一，氦也几乎耗尽，但仍有太阳中氦的比例的80%。这个差距可能是由于元素降水至行星内部所造成。

由光谱学分析而言，土星被认为和木星的组成最为相似，但另外的气体行星、天王星与海王星相较之下所含氢和氦的比例较低，由于没有太空船实际深入大气层的分析，除了木星之外的行星仍没有重元素数量的精确数据。

质量大小

木星的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍，由于它的质量是如此巨大，因此太阳系的质心落在太阳的表面之外，距离太阳中心1.068太阳半径。虽然木星的直径是地球的11倍，非常巨大，但是它的密度很低，所以木星的体积是地球的1321倍，但质量只是地球的318倍。木星的半径是太阳半径的十分之一，质量只为太阳质量的千分之一，所以两者的密度是相似的。“木星质量”（MJ或MJup）通常被作为描述其它天体（特别是系外行星和棕矮星）的质量单位。因此，例如系外行星HD 209458 b的质量是0.69MJup，而仙女座κb的质量是12.8MJup。

理论模型显示如果木星的质量

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比现今更大，而不是318个地球质量，它将会继续收缩。质量上的些许改变，不会让木星的半径有明显的变化，大约要在500地球质量（1.6MJup）才会有明显的改变。尽管随着质量的增加，内部会因为压力的增加而缩小体积。结果是，木星被认为是一颗几乎达到了行星结构和演化史所能决定的最大半径。随着质量的增加，收缩的过程会继续下去，直到达到可察觉的恒星形成质量，大约是50MJup的高质量棕矮星。

然而，需要75倍的木星质量才能使氢稳定的融合成为一颗恒星。最小的红矮星，半径大约只是木星的30%。尽管如此，木星仍然散发出更多的能量。它接受来自太阳的能量，而内部产生的能量也几乎和接受自太阳的总能量相等。这些额外的热量是由开尔文-亥姆霍兹机制通过收缩产生的。这个过程造成木星每年缩小约2厘米。当木星形成的时候，它比我们观测到的要略大一点。

内部结构

木星有一个石质的内核，由铁和硅组成。向外是由岩石与氢的混合颗粒物组成，无明确的边界，在向外被一层含有少量氦，主要是氢元素的液态金属氢包覆着。内核上则是大部分的行星物质集结地，以液态氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在，木星内部就是这种环境（土星也是）液态金属氢由离子化的质子与电子组成。在木星内部的温度压强下氢气是液态的，而非气态，这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源，木星的磁场强度大约10高斯，比地球大10倍。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰。木星还是天空中已知的最强的射电源之一。

木星内部的温度和压力，由于开尔文-亥姆霍兹机制稳定地朝向核心增加。在压力为10帕的“表面”，温度大约是340K（67℃；152℉）。在氢相变的区域——温度达到临界点——氢成为金属，相变温度是10000K（9700℃；17500℉），压力为200GPa。在核心边界的温度估计为36000K（35700℃；64300℉），同时内部的压力大约是3000～4500GPa。

原文出处：http://www.6704.net/history/tsfx/26399.html

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