木星是太阳系从内向外的第五颗行星,也是太阳系中体积最大、自转最快的行星。2012年2月23日,美国卡内基研究所的天文学家公布又发现了木星的2颗新卫星,这个太阳系中拥有卫星最多的行星的卫星数至此达到了66颗。
从地球上观测,木星的亮度仅次于太阳、月亮和金星,偶尔被火星超越。木星的视星等-2.94,意味着我们在晴朗的天气,肉眼就可以看到木星在夜空闪烁。
木星在古代就已经被天文学家所知,并且出现在许多文化的神话与宗教信仰中。古罗马人就以罗马神话中的众神之王朱庇特(Jupiter)为它命名。而在古代中国则称木星为岁星,因其绕行太阳一周为12年。
木星是一颗气体行星,主要由氢和氦组成,中心温度估计高达30500℃。
使用小型的天文望远镜就可以看到木星的4颗卫星,而大型的天文望远镜就可以看清木星表面上著名的“大红斑”了。“大红斑”早在300年前就已经被人类发现,它是一个朝逆时针方向旋转的巨大风暴。木星上大大小小的风暴有很多,因此木星云层的图案每时每刻都在变化。但是这些风暴的下面到底有些什么?
人类对木星的观测可以追溯到公元前8世纪~公元前7世纪的巴比伦的天文学家。但是应用天文仪器对木星进行观测,是到了1610年,伽利略第一次使用了天文望远镜对地球以外的其他行星进行观测,并且发现了木星的4颗卫星。而在17世纪60年代,乔凡尼·卡西尼使用新型的天文望远镜发现了木星表面不寻常的斑点和彩带。“大红斑”就是卡西尼和罗伯特·胡克在1665年发现的。
通过天文望远镜观测到越多,木星留给天文学家的问题就越多。于是,走得更近些成了必要手段。不过实现“近”,并不容易。直到1973年,一系列行星际探测器才开始拜访木星。
其中美国宇航局发射的先驱者10号(Pioneer 10)的成绩最为突出,它是第一个离木星足够接近的无人探测器。
先驱者10号于1972年3月发射升空,它穿越了危险的小行星带和木星周围的强辐射区,经过1年零9个月,行程10亿公里,在1973年10月飞临木星。它探测到木星规模宏大的磁层,向地面传回300多幅木星图像。
1973年4月,在先驱者10号还未抵达木星时,美国又发射了先驱者11号,于1974年12月5日到达木星。它离木星表面距离最短时只有4.6万公里,比“先驱者”10号更近。送回了有关木星磁场、辐射带、重力、温度、大气结构等情况,并观测到了木星南极地带。
继先驱者之后,美国又陆续发射了旅行者号、伽利略号。科学家通过旅行者1号发回的几千张图像,发现了木星的光环以及其卫星上的火山爆发活动。
伽利略号是迄今为止唯一进入环木星轨道的探测器,从1995年12月开始,在木星轨道上执行任务达14年,绕行木星飞行14圈。在此期间,伽利略号收集了大量有关木星卫星系统的信息,接近所有四个巨型的卫星,找到其中三个存在稀薄大气层的证据,以及在其表面之下有液态水的可能性。
除此之外,执行其他探空任务的尤利西斯号、卡西尼—惠更斯号、新地平线号探测器都在向木星借力时“顺道”对木星的磁层和大气层进行了研究。
2011年8月6日(北京时间),最新的木星探测器朱诺(Juno)号搭载大力神-5运载火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空。朱诺是美国宇航局“新前线”计划(New Frontiers)支持的第二项探测计划,第一项就是在2007年飞过木星目前正在前往冥王星途中的新地平线号探测器。
朱诺探测器一共携带了9件科学载荷,将对木星上层大气进行红外和分光分析。探测器上搭载的“极区磁场探测设备包”这一整套设备将对木星磁场进行前所未有的高精度测量,考察其电磁和紫外线辐射情况,以及木星极光中高能粒子的分布情况。
就在本月10日,朱诺在进行了两年的太空飞行后重返地球借力加速,从此前的12.6万公里/小时加速到14万公里/小时,相当于38.9公里/秒。预计将在2016年8月抵达木星。
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