木星上有大气吗?

木星上有大气吗?,第1张

木星有着太阳系内最大的行星大气层,跨越的高度超过5,000km(3,107mi)。由于木星没有固体的表面,它的大气层基础通常被认为是大气压力等于1MPa(10bar),或十倍于地球表面压力之处。

云层

木星的大气组成中,按分子数量来看,81%是氢,18%是氦,按质量则分别是75%和24%。只有约1%左右的其他气体,其中包括甲烷、水蒸气、氨气等。这与太阳系的前身-原始太阳星云的组成相近,但木星中较重元素的比例却比原始太阳星云多数倍。同为气体行星的土星也是类似的组成,但天王星及海王星中的氢和氦就少得多。由于木星有较强的内部能源,致使其赤道与两极温差不大,不超过3℃,因此木星上南北风很小,主要是东西风,最大风速达130~150米/秒。木星大气中充满了稠密活跃的云系。各种颜色的云层像波浪一样在激烈翻腾着。在木星大气中还观测到有闪电和雷暴。由于木星的快速自转,因此能在它的大气中观测到与赤道平行的、明暗交替的带纹其中的亮带是向上运动的区域,暗纹则是较低和较暗的云。 [6]

木星表面有红、褐、白等五彩缤纷的条纹图案,可以推测木星大气中的风向是平行于赤道方向,因区域的不同而交互吹著西风及东风,是木星大气的一项明显特征。大气中含有极微的甲烷、乙炔之类的有机成份,而且有打雷现象生成有机物的机率相当大。

大红斑与涡旋

木星的大红斑位于南纬23°处,东西长4万公里,南北宽1.3万公里。探测器发现,大红斑是一团激烈上升的气流,呈深褐色。这个彩色的气旋以逆时针方向转动。在大红斑中心部分有个小颗粒,是大红斑的核,其大小约几百公里。这个核在周围的反时针漩涡运动中维持不动。大红斑的寿命很长,可维持几百年或更久。大红斑的豔丽红色令人印象深刻,颜色似乎来自红磷。 [6]

鹅蛋形物体的自转是逆时针方向,周期大约是六天。大红斑的维度是24,000至40,000千米×12,000至14,000千米。它的直径大到可以容得下2至3颗地球。这个风暴的最大高度比周围的云层高出约8km(5mi)。

风暴通常都发生在巨行星大气层的湍流内,木星也有白色和棕色的鹅蛋形风暴,但较小的那些风暴通常都不会被命名。白色的鹅蛋倾向于包含大气层上层,相对较低温的云。棕色鹅蛋形是较温暖和位于普通云层。这种风暴持续的时间可以只有几个小时,也可以长达数个世纪。

木星是气态行星,它有实体表面吗?木星是太阳系中最大的行星。木星是有实体表面的。

图示:木星的表面

木星的表面是什么样子的呢?木星的表面有一道道呈东西走向、颜色由红、褐、白等五彩缤纷的条纹图案,这些“条纹图案”是木星大气层中的湍急的气流带。此外,木星的表面还有一个特征性的标志——大红斑风暴。木星是气态巨行星并不是说它没有实体的表面,而指的是“它不是以岩石或其它固体为主要成分的大行星。

图示:木星表面湍急的气流

木星主要由气体和液体物质构成。其中在木星的大气层中,大约75%的质量是氢气,24%的质量是氦气,剩余的1%是其它元素。在木星的内部,氢元素的质量大约占到了71%,氦元素的质量大约占到了24%,其它元素占了5%。

木星也有实体的表面,那么木星的“表面”和地球的表面有什么不同之处呢?它又在哪里呢?

图示:木星的内部结构

我们通常把位于地球大气层最底层的陆地和海洋表面称为地球的表面。这样地球的“表面”和地球的大气层之间是有明显的界限的。由于木星是气态巨行星,它的大气层底部没有地球那样的明显界面。研究木星的科学家把木星大气压力为1巴自处作为木星的“表面”。1巴的压力约等于1个标准地球大气压。从这里向上5000公里就是木星大气层的上界了。很显然,木星的表面是人为定义的。

假如我们来到这个被定义的木星“表面”时会有怎样的感觉呢?很显然,我们这里依旧像是悬在空中一样,没有落脚之处。

图示:木星的表面依旧在空中

从木星的“表面”在向下90公里,气压就会增加到10个地球标准大气压。科学家认为这里就是木星大气层对流层的最底部了。对流层的最底部就是大气层的最底部。从此处再往下大约1000公里,随着压力的不断增加,木星上的氢气和氦气逐渐被压缩成了液体。也就是说,从木星大气层最上界向下大约6000公里,木星上的物质开始变成了液体。但是这里的气体物质和液体物质的界限同样是模糊不清的。它不像地球上的海面那样的明显。

图示:木星的内部

从木星的液体部分继续下潜大约8000公里就进入到了木星的固体氢部分。木星的固体氢部分厚度可能有44000公里。它和木星上的液体部分同样也是没有明显的分界线的。

因此,木星有实体表面,但是它的表面不像地球的表面那么显而易见。


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