▲木星是太陽系內最大的行星。(圖/路透社)
國際中心/綜合報導
作為太陽系最大的行星,木星數十億年來靜謐而美麗,但科學家研究發現,在看似寧靜祥和的外表下,木星大氣層內部卻是風起雲湧;例如木星赤道以南22°的橢圓形「大紅斑」,就是一個吹拂至今已超過3世紀的巨大反氣旋風暴,大小足以放進2到3個地球。而藏身在風暴下的神秘木星內究竟有什麼?一直以來都是無法解開的謎團,過去科學家也曾試圖以無人探測器「登陸木星」,但卻在短短58分鐘後,重達340公斤的鈦探測器竟直接蒸發。
木星小檔案
木星(Jupiter)距離地球約4億公里,是太陽系中由內而外數來的第5顆行星,也是太陽系最大的行星,它的赤道半徑長達7.14萬公里,是地球的11.2倍,大到可以放進上千個地球;而木星的質量雖然只有太陽的千分之一,但相較太陽系內的其他行星,木星的質量卻是所有行星總和的2.5倍,也是地球的318倍。
科學家觀察,木星的外觀呈現扁球狀,星體的外表覆蓋了一層厚厚的大氣,就像古羅馬神話中的眾神之王「朱比特」(Jupiter)一樣,在神話故事中,每當朱比特要做壞事、或是惡作劇時,總會變出一片雲遮住自己;而木星也是如此,厚到難以想像的大氣層裡,包覆了一顆目前人類還無法探知、神秘的核心。
雖然木星繞行太陽公轉一周需要12年,但其自轉速度卻相當快,在木星上的一天(自轉一周)僅有9小時,也因如此迅速的旋轉,造就出木星如此壯闊的天氣變化。
▲科學家曾多次發射無人探測器近距離觀察木星。圖為2011年升空、2016年進入木星極軌道的「朱諾號」(Juno)。(圖/翻攝自NASA官網)
存在3世紀的超級風暴 木星美麗而恐怖的「大紅斑」
木星的存在早在公元前9世紀就已被古羅馬人發現,中國古代也稱木星為「歲星」,早在西漢時期就已有紀載。而位於木星赤道以南22°的大紅班,是在1664年由英國學者羅伯特‧虎克所發現,隨著科技的發展,大紅斑的神秘面紗也逐漸被解開,它是木星內部的熱能上升、與迅速自轉下的產物,一個吹拂超過3世紀的「超級風暴」。
科學家觀察,木星強大的重力凝聚了氣體與液體,因此木星內部的溫度相當高,而這股滾燙的熱能會上升,從核心向太空中逸散,形成壯觀的漩渦雲層,同時木星的自轉速度高達時速4萬5300公里,兩者交互作用下,形成如此壯麗的雲頂。
在地球上,風暴形成後受到氣壓牽動,一旦碰觸到陸地便會逐漸消失;但在木星上,卻沒有陸地可以消滅風暴,而且源源不絕的熱能還會讓風暴生生不息、穩定成長,因此大紅斑形成了超過300年,至今仍然穩定旋轉中,其風速可達每小時683公里,而在地球上最大的風速為17級風,相當於時速220公里。
▲木星上的「大紅斑」,是吹襲了超過300年的超級風暴。(圖/翻攝自NASA官網)
探測大氣層下的木星 極限58分鐘
美國太空總署(NASA)在1989年將無人太空飛行器「伽利略號」發射升空,並於1995年12月接近、近距離觀測木星及其衛星,在伽利略號的觀測任務結束後,科學家將重達750磅(約340公斤)的鈦探測器投入木星,發現大氣層下是驚人的炙熱、狂暴,攝氏溫度突破300度,且風速高達643公里。經傳感器探知後發現,木星的大氣層有90%事由氫氣所組成,儘管科學家還想了解的更多,但探測器在下墜58分鐘、152公里後,即無法承受木星內部的巨大壓力、以及超越想像的高溫,最後直接「蒸發」。
「內太陽系的守護神」若沒有木星,地球將滿是隕石坑
NASA計算,撞擊地球的隕石,只要直徑長達3英里(約4.8公里),就足以毀滅所有生物,但宇宙中隕石、彗星如此眾多,為何地球卻總能幸運躲過?除了位於火星與木星之間的小行星帶外,巨大的木星更是首要的地球保護傘。
科學家觀測,木星每年遭到彗星、隕石、小行星撞擊的次數,是地球的200倍以上,原因就是木星迅速的自轉、以及其巨大的引力,只要太陽系外有彗星或是隕石入侵,在經過木星時就會受到重力牽引,最後會撞上木星、或是從木星身上獲得動量、改變移動方向,甩出太陽系。
或許木星看起來並不起眼,但在太陽系中,它毫無疑問是最有影響力的行星,木星的移動與重力作用間接形成了地球,同時也保護了地球與生命,因此科學家在尋找「超級地球」的同時,也會觀察在這樣匯集了生命出現條件的行星附近,是不是也有這樣一顆「木星」,能夠穩定而恆久地守護著它。
▲數十億年來,木星一直安靜地守護著地球,替地球承受了數不清的隕石、彗星撞擊。(圖/翻攝自NASA官網)
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