木星

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冰：

• 氨（NH3）
• 水（H2O）
• 硫化氫氨（NH4SH）

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木星（）是距離太陽第五近的行星，也是太陽系中體積最大的行星，目前已知有95顆衛星。天文學家很早就发现了這顆行星 ，羅馬人以他們的神稱這顆行星為「朱庇特」。古代中國則稱木星為「歲星」，取其繞行天球一周約為12年，與地支相同之故，且產生了歲星紀年法。據說，古人觀察歲星呈青色，青色於「五行」屬木，而命名為木星。

木星是顆巨行星，質量是太陽的千分之一，但卻是太陽系其他行星質量總和的2.5倍，為太陽系中質量僅次於太陽的天體。太陽系的行星中，木星和土星是氣體巨星（天王星和海王星是冰巨星）。

從地球看木星，它的視星等可以達到 -2.94等，已經可以照出陰影，並使它成為繼月球和金星之後，是夜空平均第三亮的天體（火星在其軌道的特定點上時能短暫與木星的亮度相比）。

按質量計算，木星的主要成分大約有71%的氫、24%的氦和5%的其他元素；它可能有岩石的核心和重元素，木星是巨行星，沒有可以明確界定的固體表面。由於快速地自轉，木星的外觀呈現扁球體（赤道附近有輕微但明顯可見的凸起）。外面的大氣層依緯度成不同的區與帶，在彼此的交界處有湍流和風暴作用著。大紅斑第一次觀測時間是17世紀使用望遠鏡觀測到，持續旋轉至今。

環繞著木星的還有微弱的行星環和強大的磁層，包括4顆1610年發現的伽利略衛星，至2023年2月已經發現了95顆衛星。木衛三是其中最大的一顆，其直徑大於行星中的水星。

迄今已有數艘無人太空船前往木星探勘，最值得注意的是早期飛掠任務的先鋒號和旅行者計畫，和後期的伽利略號。先前拜訪木星的是鎖定冥王星的新視野號太空船，在2007年2月28日最接近木星，並借助木星的加速前往冥王星。目前朱诺号是木星軌道上唯一運作中的探測器，自2016年7月4日进入环绕木星的轨道後便持續進行觀測作業至今。未來仍將有不少探測木星系統的太空任務，如探測木星衛星歐羅巴的木衛二飛越任務。

形成和遷徙
一組新的超級地球可能起初聚集在內太陽系。
地球和它鄰近的行星可能是在木星碰撞與摧毀這些在太陽附近的超級地球之後，從碎片中形成的。當木星遷徙至內太陽系，在理論家所謂的大遷徙假說，突然的引力推與拉，導致這些超級地球的軌道開始重疊，引發彼此間一系列的碰撞。天文學家已經發現500多個多行星系統，這些系統通常包括幾顆質量數倍於地球（超級地球）的行星，進到比水星更靠近太陽的距離，並且類似木星的氣體巨星也會很靠近它們的母恆星。看來，木星在太陽系的外側軌道上，是因為當它遷徙時， 土星拉著它往外移動。木星從內太陽系往外移動，可能給了內太陽系的行星，包括地球，可以形成的契機。2017年，来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和德国明斯特大学的研究人员在分析来自小行星的陨铁中钨和钼的同位素时发现，木星岩石内核可能在太阳系形成后的100万年后就已经处在形成阶段中，木星形成可能已有距今46亿至50亿年。

結構
木星主要由氣體和液體物質構成，它是太陽系中4顆巨行星中最大的，也是太陽系最大的行星。它的赤道直徑，密度1.326g/cm3，是巨行星中第二高的，但遠低於其它4顆類地行星。

成分
木星大氣層上層的成分以氣體分子的體積百分比大約88-92%是氫，8-12%是氦。但由於氦的原子量是氫的4倍，當以質量描述組成時，不同原子量的元素就會有不同的比例，由此木星的大氣層大約有75%的質量是氫，24%的質量是氦，剩餘的1%是其它元素。而在木星的內部包含了密度較高的元素，在質量上大致是71%的氫、24%的氦和5%的其它元素。大氣中含有微量的甲烷、水蒸氣、氨和矽基化合物。也有微量的碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫和硫，最外層的大氣含有結晶的氨。經由紅外線和紫外線的測量，也發現有微量的苯和其它的烴類。

大氣中氫和氦的比例接近理論上的原始太陽星雲組成。氖在大氣層上層僅佔百萬分之二十，大約是太陽中豐度的十分之一。氦也幾乎耗盡，大約只有太陽組成的80%左右。這種減少是這些元素沉降到行星內部的結果。較重的惰性氣體在木星大氣層中的豐度是太陽的2-3倍。

依據光譜，土星的組成被認為類似於木星，但其它的巨行星，天王星和海王星有著相對較少的氫與氦。由於缺乏直接深入大氣層的探測器，除了外層的大氣層外，缺乏內部更重元素豐度的精確數值。

質量和大小
（×0.10045），但仍比地球大一個數量級（×10.9733），大紅斑大約有二到三個地球大（數量級相同）]]

木星的質量是太陽系其他行星質量總和的2.5倍，由於它的質量是如此巨大，因此太陽系的質心落在太陽的太陽表面之外，距離太陽中心1.068太陽半徑。雖然木星的直徑是地球的11倍，體積是地球的1,321倍，但是它的密度很低，質量只是地球的318倍。木星的半徑是太陽半徑的十分之一，質量是太陽質量的千分之一，所以兩者的密度是相近的。"木星質量"（MJ或MJup）通常被做為描述其它天體，特別是系外行星和棕矮星的質量單位。例如系外行星HD 209458 b的質量是0.69MJup，而仙女座κb的質量是12.8MJup。

理論模型顯示如果木星的質量比現在更大，而不是僅有目前的質量，它將會繼續收縮。質量上的些許改變，不會讓木星的半徑有明顯的變化，大約要在500地球質量（1.6MJup）才會有明顯的改變。隨著質量的增加，收縮的過程會繼續下去，直到達到可察覺的恆星形成質量，大約是50MJup的高質量棕矮星。

然而，需要75倍的木星質量才能使氫穩定的融合成為一顆恆星。最小的紅矮星，半徑大約只是木星的30% 。儘管如此，木星仍然散發出大量能量。它接受來自太陽的能量，而內部產生的能量也幾乎和接受自太陽的總能量相等。這些額外的熱量是由開爾文-亥姆霍茲機制通過收縮產生的。這個過程造成木星每年縮小約2公分。當木星形成的時候，它比現在熱，直徑大約是現在的2倍。

內部結構
木星被認為有個由元素混合的緻密核心，被一層含有少量氦，主要是氫元素的液態金屬氫包覆著。
行星模型認為在行星形成的歷史上，木星至少有一段時間有個夠大的岩石或冰的核心，才可以從原始太陽星雲收集到足夠大量的氫和氦。假設它確實存在，它可能因為現存的熱液態金屬氫與地函混合的對流而萎縮，並且熔融在行星內部的較上層。核心現在可能完全消失，但由於重力測量仍不夠精確，還不能完全排除這種可能性。

模型的不確定性受限於測量參數的誤差：用來描述行星引力動量的一個自轉係數（J6）、木星的赤道半徑、在1帕壓力處的溫度。預期在2011年8月發射的朱諾號探測器將能獲得這些參數更好的數值，從而在核心的問題上取得進展。

核心區域被密集的金屬氫包圍著，向外延伸到大約行星半徑78%之處。

在金屬氫上層是內層透明氫的大氣層。在這個深度，溫度是在臨界溫度之上，對氫而言只有33K。在此狀態下，沒有層次分明的液體和氣體位相 －氫可能是臨界的超流體狀態。在這層之上的，從雲層向下延伸至深度大約1,000公里的氫，順理成章的應該是氣體。

由於開爾文-亥姆霍茲機制可知，木星內部的溫度和壓力在朝向核心地方向逐漸增加。在壓力為10帕的“表面”，溫度大約是。在氫相變的區域 －溫度達到臨界點－ 氫成為金屬，相信溫度是，壓力的200GPa。在核心邊界的溫度估計為，同時內部的壓力大約是3,000至4,500GPa。

雲層
太空船於1979年2月25日距離木星920萬公里（570萬英里）飛掠過木星時拍攝的影像。大紅斑下方白色的橢圓正是直徑大約與地球相同的風暴]]

木星永遠被氨晶體和可能是氫硫化氨的烏雲籠罩著。對流層頂的雲，在不同緯度形成不同的區帶，最著名的是熱帶區。這些區帶分為亮色調的區（zones）和深色調的帶（belts）。這些模式互不相容環流間的交互作用導致風暴和湍流，風速達到100m/s（360Km/h）的緯向急流是很常見的。每一年，各區都有著不同的寬度、顏色和強度，但對天文學家而言，依然可以穩定的給予識別和指定。水雲可以形成雷暴，驅使熱量從內部不斷上升。

木星雲層的橙色和棕色是內部湧升的化合物暴露在紫外線下，引起顏色的改變造成的。確切的構成仍然不清楚，但被認為是含有磷、硫或可能是烴類。這些豐富多彩的混合物，稱為發色團，與下層較溫暖的雲層混合。 區是由上升的氨結晶對流胞形成的，在觀測上通常是較低層雲的掩蔽物。

木星的低轉軸傾角意味著兩極能接收到的太陽輻射遠遠的少於行星的赤道地區。行星內部的對流輸送大量的能量到極區，使雲層的溫度能夠平衡]]

木星最著名的特徵是大紅斑，這是比地球大的一個持久性反氣旋風暴，位置在赤道南方22°，人們至少在1831年就知道它的存在，並且可能提早至1665年。來自哈伯太空望遠鏡的影像顯示多達兩個紅斑毗鄰着大紅斑。這個風暴大得可以使用地基的小口徑或更大的望遠鏡看見。一些數學模型表明這個風暴是穩定的，可能是這顆行星上一個永久性的特徵。

的木星縮時攝影（超過一個月），顯示大氣層區帶的運動和大紅斑的循環運行，全尺寸的影像在此處]]

鵝蛋形物體的自轉是逆時針方向，週期大約是六天。大紅斑的維度是24,000至40,000公里 X 12,000至14,000公里。它的直徑大到可以容得下2至3顆地球。這個風暴最大的高度比周圍的雲層高出約。

風暴通常都發生在巨行星大氣層的湍流內，木星也有白色和棕色的鵝蛋形風暴，但較小的那些風暴通常都不會被命名。白色的鵝蛋形風暴傾向於包含大氣層上層，相對較低溫的雲。棕色鵝蛋形風暴是較溫暖和位於普通雲層。這種風暴持續的時間可以只有幾個小時，也可以長達數個世紀。

在航海家證實大紅斑的特徵是一場風暴之前，因為它相對於周圍其餘的氣團有時快，有時慢的差異旋轉，已經是強有力的證據，表明大紅斑與行星表面或深處的地形特徵沒有關聯性。

在2000年，在南半球有一個外觀與大紅斑類似，但較小的大氣特徵出現。這是由幾個較小的白色鵝蛋形風暴合併成的一個特徵 －三個在1938年首度被觀測到的較小的鵝蛋形風暴。合併後的特徵被命名為鵝蛋形BA，並且因為它的強度增加，顏色由白轉紅，被暱稱為幼紅斑。

行星環
]]

木星有個黯淡的行星環系統，約有6,500公里寬，但厚度不到10公里。由大量塵埃和黑色碎石組成，以大約7小時的週期圍繞木星旋轉。環由三個主要的部份組成：內側像花托，是由顆粒組成的暈環，中間是相對明亮的主環，還有外圈的薄紗環。這些環，看起來是由塵埃組成，而不像土星環是由冰組成。以相同的方式，特貝和阿馬爾塞可能組成薄紗環塵土飛揚的兩個部分。

磁層
。
三個亮點是由連接到木星衛星埃歐（在左邊）、佳里美德（在底部）和歐羅巴（在最底部）的磁流量管創造的。此外，可以看見非常明亮，幾乎是圓型的區域，稱為主要的鵝蛋形，可以看見和弱極區極光。]]

木星的磁場強度是地球的14倍，範圍從赤道的4.2高斯（0.42mT）到極區的10至14高斯（1.0-1.4mT），是太陽系除太陽黑子以外最強的磁場源。

在距離木星大約75木星半徑之處，磁層與太陽風的交互作用生成弓形震波。環繞著木星磁層的是磁層頂，位於磁層鞘的內緣 －磁層頂和弓形震波之間的區域。太陽風與這些去的交互作用拉長了木星背風面的磁層，並且向外延伸至幾乎到達土星軌道的位置，而面向太陽方向也有數百萬公里厚。木星的四顆大衛星的軌道全都位於磁層內，受到保護而得以免受太陽風的侵襲。

軌道和自轉
木星是行星中唯一与太阳的質心位於太陽本體之外的，但也只在太陽半徑之外7%。木星至太陽的平均距離是7億7800萬公里（大約是地球至太陽距離的5.2倍，或5.2天文單位），公轉太陽一週要11.8地球年。這是土星公轉週期的五分之二，也就是說太陽系最大的兩顆行星之間形成5：2的共振軌道週期。木星的橢圓軌道相對於地球軌道傾斜1.31°，因為離心率0.048，因此近日點和遠日點的距離相差7,500萬公里。木星的軌道傾角相較於地球和火星非常小，只有3.13°，因此沒有明顯的季節變化。

木星的自轉是太陽系所有行星中最快的，對其軸完成一次旋轉的時間少於10小時；這造成的赤道隆起，在地球以業餘的小望遠鏡就可以很容易看出來。這顆行星是顆扁球體，意思是他的赤道直徑比兩極之間的直徑長。木星的赤道直徑比通過兩極的直徑長。

觀測
木星通常是天空中第四亮的天體（在太陽、月球和金星之後）。

木星接近12年的軌道週期對應於黃道的星宮。通常，一架小望遠鏡就能看見木星的四顆伽利略衛星和跨越木星大氣層明顯的雲帶。當大紅斑面向地球時，小口徑的望遠鏡也有機會看得見。

研究和探測
望遠鏡發明之前的研究
中木星（☉）相對於地球（⊕）在經度方向運動的模型]]

對木星的觀測可以回溯至西元前7或8世紀的巴比倫天文學家。中國的歷史天文學家席澤宗宣稱中國天文學家甘德在西元前362年就以裸眼發現木星的衛星之一。如果此一說法正確的話，會比伽利略的發現早了近2000年。在西元2世紀的天文學大成，古希臘天文學家，地心說行星模型的先驅，托勒密以本輪和均輪來解釋行星相對於地球的運動，他給木星軌道環繞地球的週期是4332.38天，或11.86年。在西元499年，一位古典時代的印度數學家和天文學家，阿耶波多，也用地心說的模型估計出木星的週期是4332.2722天，或11.86年。

地基望遠鏡的研究
1610年，伽利略發現 木星的4顆大衛星 －埃歐、歐羅巴、佳利美德、和卡利斯多（現在稱為伽利略衛星－ 首度用望遠鏡發現不屬於地球的衛星。伽利略也是首度發現顯然不以地球為中心運動的天體。這是對哥白尼日心說最主要的支撐，伽利略直言不諱的支持哥白尼學說，使他被置於文字獄的威脅下。

1660年代。卡西尼使用一架新的望遠鏡發現木星的斑點和彩色的區帶，並且觀察到這顆行星出現扁平形；就是在兩極扁平。他也估計出這顆行星的自轉週期。在1690年，卡西尼發現大氣經歷較差自轉。

據傳說，大紅斑在1878年變得很顯眼前，在1665年至1708年曾經有多次從視線中消失的場合。它在1883年和20世紀初，再度被記錄到衰退。

Giovanni Borelli和卡西尼兩人都小心地做出木星衛星的運動表，可以預測這些衛星經過木星前方或背後的時間。在1670年代，人們觀測到當木星與地球在相對於太陽的兩側時，這些事件的發 會比預測的慢達17分鐘。奧勒·羅默推論視線看到的不是即時發生的事情（卡西尼在此之前曾經拒絕這樣的結論）。

1892年，愛德華·愛默生·巴納德在加利福尼亞州使用利克天文台 的折射望遠鏡觀察到木星的第5顆衛星。發現了這顆相對較小的衛星，證明了他敏銳的視力，使他很快的成名。這顆衛星後來被命名為阿馬爾塞。這是最後一顆以視覺發現的行星衛星。在1979年，航海家1號飛過木星之前，發現了額外的8顆衛星。

甚大望遠鏡的木星紅外線圖像]]

1932年，魯珀特·沃爾特根據木星的吸收光譜確定木星大氣中含有甲烷和氨。

1938年，觀察到3個長壽的白色鵝蛋形反氣旋特徵。幾十年來，它們是獨立存在木星大氣層的特徵，有時會互相靠近，但永遠不會合併。最後，兩個在1998年合併，並在2000年吸收了第三個，被稱為長圓形BA。

電波望遠鏡的研究
在1955年，巴納德柏克和肯尼斯·佛蘭克林偵測到來自木星的22.2MHz的無線電信號爆發。

科學家發現來自木星的無線電訊號有三種傳輸的形式：

• 隨著木星旋轉的十米無線電爆發（波長10米的無線電波），並且受到埃歐與木星磁場交互作用的影響。
• 公分無線電輻射（波長為公分的無線電波）於1959年首度由弗蘭克·德雷克和Hein Hvatum觀測到。
• 輻射熱是由大氣中的熱產生的。飛往太陽系內其他行星的太空船完全依賴能量的價值，太空船速度的淨變化或ΔV。從地球的低地球軌道進入到木星的霍曼轉移軌道只需要6.3Km/s的ΔV，這媲美於要進入低地球軌道的9.7Km/s的ΔV。幸運的是，重力助推可以用來減少抵達木星所需要的能量，然而，這也很明顯的需要較長的飛行時間。

飛越任務
衛星的分類
歐羅巴]]
在航海家任務之前，基於它們整齊排列共通的軌道要素，木星的4顆衛星被分成4個群組。之後，大量新的小衛星使這個畫面變得複雜起來。現在被認為有六個主要的群組，還有一些特立獨行，與其它的衛星顯然有所不同。

基本的子群是8顆在內側的週期性衛星，它們有著在木星赤道平面附近，接近圓形的軌道，並且被認為是與木星同時形成的。其它的衛星，包括數目不詳的不規則小衛星，有著橢圓與傾斜的軌道，被認為是被捕獲的小行星或是被捕或小行星的碎片。屬於同一群的不規則衛星共用相似的軌道要素，因而可能有著共同的起源，或許是一顆大衛星或是碎裂的一個天體。

與太陽系的交互作用
伴隨著太陽，木星的引力影響與幫助塑造了太陽系。在主小行星帶的柯克伍德空隙主要是由木星造成的，而且這顆行星可能也要對內太陽系歷史上的後期重轟炸期負責。

，以及主小行星帶]]

和它的衛星，木星的引力場控制了無數被安頓在拉格朗日點的小行星。這些小行星在木星之前或跟隨在木星之後一起繞著太陽公轉。它們被稱為特洛伊小行星，並且分為希臘營和特洛伊營，以紀念伊利亞特。第一顆是馬克斯·沃夫在1906年發現的(588) 阿基里斯，自此之後，迄今已經發現了數千顆，其中最大的是(624) 赫克特。

大多數短週期彗星屬於木星族 －定義為軌道半長軸比木星小的彗星。木星族彗星被認為起源於海王星軌道之外的古柏帶。在接近木星時，軌道受到攝動進入較短的週期，然後在木星和太陽的引力交互作用下，規律地環繞著太陽。

撞擊
的影像顯示2009的木星撞擊留下大約8,000公里（5,000英里）長的痕跡。]]

由於其巨大的重力井和鄰近內太陽系，木星被稱為太陽系的真空吸塵器。它是太陽系內最頻繁接受到彗星撞擊的行星。它被認為是保護內太陽系的行星得以免受彗星的轟擊。這仍然是天文學家爭議的主題，有些人相信它會將古柏帶}-的彗星拉近地球，而另一些人認為木星保護地球免於受到被宣稱來自歐特雲}-的彗星撞擊。木星被小行星和彗星撞擊的經驗是地球的200倍。在1979年3月，航海家1號在與木星相遇時拍到一顆火球。

在2009年7月19日，在系統2的經度216度之處發現被撞擊的位置。這個撞擊在木星的大氣層留下一個與椭圆形BA的大小相似的黑點。紅外線的觀測顯示在撞擊點上有一個亮點，意味著撞擊造成南極地區低層區域大氣層的溫度升高。

在2010年6月3日，澳洲的業餘天文學家觀測到一顆火球的撞擊，造成小於以前觀測到的事件。稍後，另一位菲律賓的業餘天文學家也錄影捕捉到這次事件。2010年8月20日又有人見到一顆火球。

2012年9月19日，又檢測到另一顆火球。

生命的可能
在1953年，米勒-尤里實驗證明了閃電和存在於原始地球大氣中的化合物組合可以形成有機物（包括胺基酸），可以做為生命的基石。這模擬的大氣成分為水、甲烷、氨和氫分子；所有的這些物質都在現今的木星大氣層中被發現。木星的大氣層有強大的垂直空氣流動，運載這些化合物進入較低的地區。 但在木星的內部有更高的溫度，會分解這些化學物，會妨礙類似地球生命的形成。

木星大氣層中水量甚少，且固體表面都在壓力極大的深處，因此認為不可能存在任何類似地球的生命。1976年，在航海家任務之前，曾經假設基於氨與水的生命可能在木星大氣層的上層進化。這一假設是基於地球的海洋態環境，頂層有簡單的光合作用浮游生物，低層的魚可以餵食這些生物，而肉食的海洋生物可以獵食這些魚。

神話
編輯的木刻集Liber Astronomiae。]]

木星，因為在夜晚以肉眼很容易就看見它，當太陽的位置很低時，偶爾也能在白天看見，因此自古以來就為人所知。在巴比倫，這個天體代表他們的神馬爾杜克（Marduk）。他們用木星軌道大約12年繞行黃道一週來定義它們生肖的星宮。

羅馬人依據神話將它命名為朱庇特（，也稱為Jova），是羅馬神話中主要的神，它的名字來自原始印歐語系的呼格合成*Dyēu-pəter（主格：*Dyēus-pətēr，意思是, "O 天神之父"或"O 日神之父"）。相對而言，木星對應於希臘神話是 宙斯（Ζεύς），也被稱為Dias (Δίας)，其中的行星名稱仍然保留在現代的希臘語中。

木星的天文符號，是以風格化表示的閃電符號。原始希臘神Zeus的字根是zeno-，用於和木星相關的語詞，例如：zenographic。

Jovian是從Jupiter轉成的形容詞，古老的形容詞是jovial，是中世紀的占星家使用的詞彙，原來的意思是"幸福"或"聖誕快樂"，是占星學中木星對情緒的影響。

在中、日、韓語系中，基於中國的五行，這顆行星被稱為木星。中國的道教它擬人化成為福星，希臘人稱之為Φαέθων,；法厄同（Phaethon）、"創新（blazing）"。在吠陀占星，木星被稱為祭主仙人（Brihaspati），是啟發靈性的宗教導師，通常稱為上師（Guru），字面的意思是"重人"。

在英語，週四（Thursday）是源自"雷神日"（Thor's day），是出在日耳曼神話。相較於羅馬神話就是朱庇特。羅馬星期的Jovis也重新命名為Thursday。

在突厥神話，木星稱為"Erendiz/Erentüz"，這意味著"eren(?)+ yultuz(star)"，而關於"eren"有許多有意義的理論。同樣的，它們也算出木星的軌道週期是11年又300天。他們認為一些社會和自然的事件連結到在天上運行的。

相關條目

• 熱木星

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• 朱諾號
• 虛構作品中的木星
• 新視野號
• 太空探索
• 太陽系探測器列表
• 太陽系探索時間線
• 先驱者10号
• 航海家号：1號、2號
• 伽利略号
• 卡西尼号

註解
參考資料
進階讀物
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外部連結
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• —A simulation of the 62 Jovian moons.

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• [http://www.youtube.com/watch?v=Us6EXc5Hyng June 2010 impact video]

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• [http://digitalcollections.ucsc.edu/cdm/search/collection/p265101coll10/searchterm/Jupiter%20(planet)/order/title Photographs of Jupiter circa 1920s from the Lick Observatory Records Digital Archive, UC Santa Cruz Library's Digital Collections]