太阳系最大的行星和地球有什么区别？)

自1610年伽利略首次通过自制望远镜观测到木星以来，科学家和天文学家就对这颗行星产生了兴趣。这不仅是因为它是太阳系中最大的行星，还因为经过几个世纪的研究，我们仍然没有完全了解木星的所有秘密。

主要原因是木星与我们熟知的其他行星非常不同。木星以其难以想象的大小、质量、成分、磁场和引力场以及令人印象深刻的卫星系统向我们展示了行星的多样性。

半径、质量和密度:

地球的平均半径为6371公里(3958.8英里)，其质量为5.97×10^24kg，而木星的平均半径为69911.6公里(43441英里)，其质量为1.8986×10^27kg.简而言之，木星的半径是地球的11倍，质量是地球的318倍。但由于地球是岩石行星，其密度为5.514克/立方厘米，远高于木星的1.326克/立方厘米。

因此，木星的“表面”重力加速度远高于地球(9.8m/s 2，即1g)。然而，作为一颗巨大的气体行星，木星并没有严格意义上的表面。天文学家将木星大气压力为1bar(即地球海平面的压力)的高度视为木星表面，此处木星的重力加速度为24.79 m/s 2 (2.528 g)。

组成和结构:

地球是由硅酸盐岩石和金属组成的岩石星球——地核是金属，地幔和地壳是硅酸盐。地核内部也有区别:分为内核和外核，外核的自转方向与地球自转方向相反。从地壳往下，深度越深，温度和压力越高。

地球的形状可以近似为扁圆球体，两极略扁，赤道略鼓。赤道的凸起是由地球自转引起的。地球赤道的直径比两极的直径大47公里(27英里)。

相反，木星主要由气体和液体物质组成，可分为外层大气和密度更大的内部。从体积上看，木星上层大气中88-92%是氢，8-12%是氦；从质量上来说，氢占75%，氦占24%，剩下的1%是其他成分。

图示:这个模型剖面显示了木星的内部结构，液态金属氢覆盖在内部深处的岩核上。

木星的大气中还含有极少量的甲烷、水蒸气、氨和硅基化合物，极少量的苯和其他碳氢化合物，极少量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢和硫。在木星的最外层大气中，有冻结的氨晶体。

从质量比来说，木星致密的内部71%是氢，24%是氦，其他成分占剩下的5%。科学家认为，木星的核心有不止一种成分。核心的内部是液态金属氢和一些氦的混合物，而外部主要是氢分子。有些人认为木星的核心是岩石，但这没有得到证实。

和地球一样，木星内部的温度和压力随着深度的增加而急剧增加。在木星的“表面”，气压约为10巴，温度为340K(67℃，152℉)。在木星中，氢变成金属的深度可以达到10000k(9700℃，17500℉)，压力可以达到200Gpa。在木星核心的边界，科学家估计那里的温度为36000k(35700℃，64300℉)，压力约为3000-4500 GPA。

像地球一样，木星也是椭球体。实际上，木星的扁率比地球大得多——前者是0.06487±0.00015，后者是0.00335，这意味着木星的赤道半径比其极地半径大4600km。造成这种差异的原因是木星的快速自转。

轨道参数:

地球轨道的偏差率很小。地球和太阳之间的距离在近日点为147，095，000公里(0.983天文单位)，在远日点为151，930，000公里(1.015天文单位)。由此算出地球与太阳的平均距离为149，598，261km，从而得出天文单位(AU)的大小。

图示:木星和火星轨道之间的一个甜甜圈状小行星带。

地球轨道周期为365.25天，相当于1.000017儒略年。这意味着每四年地球的日历上会多出一天，这一天被称为闰年。一般来说，一天有24小时，但地球的自传体周期是23小时56分4秒，相当于0.997个地球日。但考虑到地球绕太阳运行的轨道周期，日出和日落之间的时间为24小时，称为太阳日。

图示:外行星的逆行是由它与地球的相对位置造成的。

从北极空看，地球的自转是逆时针的。从太阳和地球的北极看空，地球公转也是逆时针方向，地球自转轴向太阳黄道面倾斜23.4°，导致地球四季更替。除了引起温度变化，这还会导致半球一年中接受的日照量发生变化。

木星绕太阳运行的平均距离(半长轴)为778，299，000km(5.2AU)，近日点为740，550，000km(4.5AU)，远日点为816，040，000km(5.455AU)。在这个轨道上，木星围绕太阳运动的周期是11.8618地球年。换句话说，一颗木星的年长度是4332.59个地球日。

图示:朱诺探测器并不是第一个造访木星的探测器。伽利略号在20世纪90年代中期抵达木星，旅行者一号在执行任务期间拍了一张木星云层的好照片。

但是木星的自转速度是太阳系行星中最快的。不到十个小时，木星可以绕轴自转一周(9小时55分30秒)。因此，一个木星年相当于10475.8个木星日。

气氛:

地球大气层可分为五层:对流层、平流层、中间层、温跃层和逃逸层。一般来说，离地面越远，大气压和空气体密度会降低。但是温度和海拔的关系比较复杂，在某些情况下，海拔升高，温度也升高。

地球大气约80%的质量在对流层，其中50%集中在海拔5.6公里以下的底层，对流层比以上各层密度更大。它主要由氮气(78%)和氧气(21%)以及微量的水蒸气、二氧化碳和其他气体分子组成。

图示:这是旅行者1号Taitai 空于1979年2月25日拍摄的图像，当时它飞过920万公里(570万英里)外的木星。红色类下面的白色椭圆是一个直径和地球差不多的风暴。

几乎所有的水汽都集中在对流层，所以对流层是大多数大气现象(如云、降水、降雪、雷暴)发生的地方。热层结是一个例外，极光(包括北极光和南极光)就是在这里产生的。

如前所述，木星的大气成分主要是氢和氦，还有其他成分的痕迹。与地球类似，木星的南北极空也会出现极光现象。但是木星上的极光活动更加强烈，很少停止。强烈的太阳辐射、木星的磁场、来自木卫一(Io)的火山爆发以及木星的电离层反应，造就了这场壮观的灯光秀。

木星上的气候条件非常恶劣。在带状急流中，风速一般为100m/s(360km/h)，最高风速为620km/h(385mph)。风暴可以在短短几个小时内形成，并在一夜之间扩大到直径数千公里。大红斑作为著名的木星大气风暴，最晚形成于17世纪后期，在此期间不断收缩和扩张。然而，在2012年，一些科学家认为大红斑最终可能会消失。

插图:航海家1号用伪彩色拍摄的木星大气层的详细图像，显示了一个巨大的红斑和一个掠过的白色椭圆形气旋。

木星已经被由氨晶体和硫氢化铵组成的云层所覆盖。这些云位于对流层顶部，在不同纬度呈带状排列，被称为“热带地区”。它们的深度只有50公里(31英里)，可以分为厚厚的底层和薄薄的上层。

图示:来自钱德拉X射线天文台和哈勃太空望远镜空的合成图像显示了木星上高能X射线造成的极光。左图为日冕物质抛射到达木星时激发的极光，右图为极光消退时的图像。极光是由2011年太阳射入木星的日冕层引起的。

来自钱德拉X射线天文台和哈勃太空望远镜空的合成图像显示了木星上高能X射线造成的极光。

因为水分子的极性会导致引起闪电的电荷分离，所以在木星大气中观测到闪电可能表明在木星大气中的氨层下面有一层薄薄的水蒸气云。这些大气放电的观测结果表明，它们的功率比地球上的闪电高1000倍。

卫星:

地球只有一颗轨道卫星:月球。人们在史前就注意到了它的存在，它在人类文明的所有神话和天文学中都扮演了重要的角色。月球也对地球的潮汐活动产生了重大影响。在现代，月球仍然是空之间天文学和科学研究探索的重点。

事实上，月球是人类唯一踏足过的天体。1969年7月20日，尼尔·阿姆斯特朗(neil armstrong)在人类首次登月期间踏上月球，成为第一个在月球上行走的人。之后共有13名宇航员抵达月球，他们的研究对我们了解月球的构成和形成有很大帮助。

由于对收集的月球岩石样本的研究，主流理论认为，大约45亿年前，地球与一个火星大小的天体相撞，该天体名为忒伊亚。这次碰撞产生了巨大的碎片云，围绕着地球旋转，最终合并成我们现在看到的月球。

插图:木星及其四颗最大的卫星

月球是太阳系最大的天然卫星之一，其中月球的密度仅次于木卫一。被月球潮汐锁定，意味着月球只有一面面向地球，另一面永远背对地球。月球的远端被称为“月球的黑暗面”，直到人们发射卫星拍摄它时，它才为人所知。

另一方面，人们已经发现了67颗木星的卫星。四颗最大的卫星被称为“伽利略卫星”，因为它们是伽利略发现的。它们是:木卫一(Io)，太阳系中最猛烈的天体；欧罗巴(Europa)，在固体水下面，表面上是一片海洋；木卫三(Ganymede)，太阳系最大的卫星；木卫四(Callisto)，又称地下水，拥有太阳系最古老的地表物质。

图示:伽利略卫星，从左到右，离木星由近到远依次是:木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。

然后是内群(或“阿玛耳忒亚群”)卫星，由4颗直径小于200km，轨道半径小于20万km的小卫星组成，轨道倾角小于0.5°。这个卫星群包括Metis、Adrastea、阿玛耳忒亚和Thebe。这些卫星和许多未被发现的卫星

内层的小卫星共同形成并维持着不明显的木星环系统。

还有一系列不规则的木星小行星，它们更小，距离木星更远，轨道偏心率更大。根据轨道和组成的相似性，分为不同的家族。这些小行星很可能起源于一个大天体被木星引力捕获并碰撞的事件。

参考数据

1.维基百科(一个基于wiki技术的多语言的百科全书协作计划ˌ也是一部用不同语言写成的网络百科全书ˌ 其目标及宗旨是为全人类提供自由的百科全书)ˌ开放性的百科全书

2.天文术语

3.大学日-造父变星

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