木星系(Jovian System)

木星系(Jovian System)

木星系是一個具體而微的太陽系，最大差別只在於木星質量還不夠大到足以形成最小的恆星-紅矮星，產生核融合反應來產生光與熱，且整個木星系規模也遠小於太陽系，最小的紅矮星質量至少需達到太陽的7.5%，但木星質量僅有太陽的千分之一。不過整個銀河系的恆星系統多數具有兩顆恆星，距離太陽最近的比鄰星系甚至是三合星系統。

木星主要由氫和氦組成，這兩者質量總和超過99%，質量是地球的318倍，1316倍地球體積，也是太陽系其他行星質量總和的2.5倍。木星質量產生的豐沛能量讓它的大氣層可以形成一些近似長久性的特徵，例如雲帶和大紅斑，大紅班早在伽利略用望遠鏡觀測木星時就存在了，這是一個直徑有地球兩倍的巨型行星級風暴，和地球風暴的最大不同處在於地球風暴產生的能量來自於太陽，而木星的風暴能量來自於木星自行產生，而且木星還有不少比大紅班小的風暴。

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)，是除了太陽黑子外太陽系最強的磁場。這個場被認為是由渦流產生的 －旋流運動的導電材料－ 核心的液態金屬氫。

木星的自轉速度是太陽系所有行星中最快的，對木星軸完成一次旋轉的時間小於10小時且造成的赤道隆起，在地球可輕易以業餘的小望遠鏡看出來。木星呈現扁球體，赤道直徑比兩極間的直徑長很多。

木星環跟土星環比起來很不明顯，在地球用一般望遠鏡也很難發現到，直到NASA航海家一號太空船在1979年接近木星才發現這個環，不過用哈伯望遠鏡也可觀測到木星環。
木星巨大的引力吸引很多小行星與彗星撞擊，最著名的一次當屬休梅克-李維(Shoemaker-Levy 9)彗星的撞擊，木星因而也可說是地球的保護者，不然地球被從外太陽系來的隕石或小行星與彗星撞擊的機率會大上很多。不過也由於木星引力太大導致於火星與木星間無法形成行星大小的星體只能成為小行星帶，最大的星體穀神星(Ceres)直徑不到一千公里跟美國德州差不多長度。

木星至2014年已經被發現的衛星有67顆，最大的四顆，加尼米德(Ganymede)、卡利斯多(Callisto)、伊奧(Io)和歐羅巴(Europa)，亦稱伽利略衛星，顯示出類似類地行星的特徵，像是火山作用和內部的熱量。加尼米德比水星還要大，是太陽系內最大的衛星。

木星

軌道半徑：5.20 AU

直徑(赤道)：71,492±4km

質量：1.900x10²⁷ kg

密度：1.326 g/cm3
赤道重力：24.79 m/s2
自轉週期：0.41354日
公轉週期：11.8565年
軌道離心率：0.04839
表面溫度：-148度
自轉方向：由西向東

規則衛星

(1)內圈衛星群或阿曼爾提亞衛星群(Amalthea group)：

非常接近木星，包括木衛十六、木衛十五、木衛五和木衛十四。前兩者軌道公轉周期短於一個木星日，而後兩者分別為木星系中第五和第七大的衛星。觀測結果顯示至少最大的木衛五，並不是在現有的軌道上形成的，而是在更遠的軌道上形成或是被吸引過來的太陽系天體。

(2)主衛星群或伽利略衛星：

四顆大型衛星木衛三、木衛四、木衛一和木衛二。它們的半徑比起任何矮行星都要長，而且質量是太陽系中除了太陽和八大行星之外最大的天體。木衛一至四分別為太陽系中第4、第6、第1和第3大的天然衛星，伽利略衛星共佔木星衛星總質量的99.999%。

不規則衛星

木星的不規則衛星基本上是較小型的天體，並擁有較遠、傾斜角較大的的軌道。多數聚集成群，各群內的衛星均有相似的半長軸、軌道傾角和離心率等和成分。可能有一部分是較大型的天體與被木星吸引過來的小行星撞擊碎裂形成的。這些衛星群以其最大衛星成員來命名。

(1)順行衛星：

木衛十八(Themisto)是不規則衛星中最靠近木星的一顆，並不屬於任何一個已知衛星群。

希瑪利亞群(Himalia group)的半長軸跨越1.4 億公尺，軌道傾角跨越1.6°（27.5 ± 0.8°），離心率介乎0.11至0.25。有人提出它們是小行星帶天體碎裂的殘骸。

木衛四十六(Carpo)是順行衛星中離木星最遠的，不屬於任何一個已知衛星群。

(2)逆行衛星：

S/2003 J 12是逆行衛星中最靠近木星的一顆，不屬於任何一個已知衛星群。

加爾尼群(Carme group)的半長軸只跨越1.2億公尺，軌道傾角跨越1.6°（165.7 ± 0.8°），離心率介乎0.23至0.27。其成員的顔色十分一致（淺紅），相信源自D-型小行星，可能是一顆木星的特洛依衛星。

阿南刻群(Ananke group)範圍較廣，半長軸跨越2.4億公尺，軌道傾角跨越8.1°（145.7°至154.8°），離心率介於0.02至0.28。大部分成員呈灰色，相信是被捕獲的小行星的碎片。

帕西法爾群(Pasiphae group)分布較散，半長軸跨越超過1.3億米，軌道傾角為144.5°至158.3°，離心率介乎0.25和0.43。其成員的顔色也有明顯的差異（從紅到灰），很可能是多重撞擊的結果。木衛九常被歸於此類，呈紅色，若考慮它較突出的軌道傾角，它可能是獨立被木星引力捕獲的。木衛八和木衛九位於與木星的長期共振區域內。

S/2003 J 2是最外圍的木星衛星，且不屬於任何目前已知的衛星群。

主要衛星

伊奧(Io) -木衛一

伊奧有4百多座的活火山，是太陽系中地質活動最活躍的天體。伊奧之所以有劇烈的地質活動是因為伊奧內部受到木星巨大引力的牽引，造成潮汐摩擦產生的潮汐熱化所導致的結果，否則以伊奧的大小內部地函早該在幾十億年前就已經凝固了(質量遠大於伊奧的火星的地函早在幾十億年前就凝固了)。有些火山造成的硫磺和二氧化硫甚至可以升到500公里(310英里)的高度。伊奧表面也有超過100座的山峰，是在矽酸鹽的地基上不斷壓縮和抬升的結果，並產生許多斑點，其中有些山峰比地球上最高峰的埃佛勒斯峰還要高。不同於大多數外太陽系的衛星(它們都有厚實的冰層包覆著)，埃歐有著鐵或硫化鐵的熔融核心和以矽酸鹽為主的岩石層。伊奧表面大部分的平原都被硫磺和二氧化硫的霜覆蓋著。

歐羅巴(Europa) -木衛二

歐羅巴表面有一層厚達數百公里的冰層，而在冰層下很多科學家認為底下可能有一個巨大的海洋，整個含水量約地球總水量的2.9倍。雖然距離太陽很遙遠，但由於受到木星龐大的引力影響，歐羅巴內部有足夠的能量可以維持底層海洋不會結冰，冰層底下也可能形成海底火山，裡面可能生存著比單細胞生物更高等的生物，推測可能形成類似地球海底火山周圍的生態系，不過詳細狀況必須發射探測器或者開發出足以從地球透視其厚重冰層的儀器去做進ㄧ步確認。(在地球生物演化成比較高等後，地球也曾出現兩段不算短且地表完全被冰雪覆蓋的冰球期，不過推測當時地球內部還是有液態海洋存在，且幸好地球的生命發展並未因此全部滅絕，科學界一直期待能在地球以外的星球找到生物甚至智慧文明，如果在其他星球找到生物這也將是科學發展的一大里程碑。 )2013年哈伯望遠鏡發現到歐羅巴表面有液態水大量噴出的現象，由此可知其冰層下必然有相當數量的液態水存在。

木衛二的表面包裹著一層主要由氧構成的極其稀薄的大氣(1地表氣壓約1微帕)，已知的太陽系的所有衛星當中只有七顆具有大氣層(其他六星爲木衛一、木衛四、土衛二、木衛三、土衛六和海衛一)。

佳尼米德(Ganymede) -木衛三

佳尼米德是太陽系最大的衛星直徑甚至還比水星大，不過質量小於水星。在厚達兩百公里的矽酸鹽與冰層外殼下可能隱藏著巨大的鹹水海洋，海洋下則是由矽酸鹽構成的岩層，整體含水量高達地球36倍，是目前發現水量最多的太陽系岩質星球。由於木星巨大的引力加上具有巨大的鐵核心，佳尼米德是太陽系唯一可以產生星球磁圈的衛星，地表也具有稀薄的空氣。

卡利斯托(Callisto)-木衛四

卡利斯托直徑達到水星的99% 但質量僅有三分之一，表面曾經遭受過猛烈撞擊，其地質年齡十分古老，加上比起其他伽利略衛星距離木星遙遠已經不受到木星巨大潮汐力影響，內部地函可能早就已經完全凝固。由於木衛四上沒有任何板塊運動、地震或火山噴發等地質活動存在的證據，故天文學家認為其地質特徵主要是隕石撞擊所造成的，表面物質包括冰、二氧化碳、矽酸鹽和各種有機物。木衛四上存在一層非常稀薄的大氣，主要由二氧化碳構成，成分可能還包括氧氣，此外木衛四還有一個活動劇烈的電離層。整體含水量高達地球27倍，是目前發現含水量第三大的太陽系岩質星球。

阿馬爾塞(Amalthea)-木衛五

木衛五是太陽系內表面顏色最紅的一個天體，甚至比火星地表顏色更紅，紅色來自木衛一上火山噴發出來的硫。在木衛五主要的斜坡上還有一塊塊綠色的地方，這些顏色的組成成分目前還不清楚。木衛五的大小和不規則的形狀可能說明它是一塊非常堅固的天體，否則其外形會隨時間變化變得更圓，而且很可能是一顆被木星俘獲的小行星。

希瑪利亞(Himalia)-木衛六

屬於不規則衛星，也是其中最大的一顆不規則衛星，表面呈現灰色。是希瑪利亞群之中最大的成員，因而命名為希瑪利亞群，這個衛星群包括五個繞著木星公轉的衛星。

忒拜(Thebe)-木衛十四

呈現不規則形狀，公轉與自轉同步，一面永遠朝向木星，跟木星的內部衛星群類似。木衛十四多半呈現暗紅色的，它的背對木星的一面比面對木星的一面的亮度多1.3倍，可能是因為面跟背對木星的一面比較容易會發生小行星撞擊，而被撞擊時會噴出較亮的物質，因此比面對木星的一面亮。

木星的衛星

編號	名稱	直徑(km)	質量(×1016kg)	半長軸(km)	公轉周期(day)	軌道傾角(°)	軌道離心率	發現年份	發現者	衛星群
木衛十六	Metis	60×40×34	~3.6	127,690	+7h 4m 29s	0.06°	0	1979	辛諾特 航海家一號	內圈
木衛十五	Adrastea	20×16×14	~0.2	128,690	+7h 9m 30s	0.03°	0.0015	1979	朱維特 航海家二號	內圈
木衛五	Amalthea	250×146×128	208	181,366	+11h 57m 23s	0.374°	0.0032	1892	巴納德	內圈
木衛十四	Thebe	116×98×84	~43	221,889	+16h 11m 17s	1.076°	0.0175	1979	辛諾特 航海家一號	內圈
木衛一	Io	3,660.0×3,637.4 ×3,630.6	8,900,000	421,700	1.77	0.050°	0.0041	1610	伽利略	伽利略
木衛二	Europa	3,121.6	4,800,000	671,034	3.55	0.471°	0.0094	1610	伽利略	伽利略
木衛三	Ganymede	5,262.4	15,000,000	1,070,412	7.15	0.204°	0.0011	1610	伽利略	伽利略
木衛四	Callisto	4,820.6	11,000,000	1,882,709	16.69	0.205°	0.0074	1610	伽利略	伽利略
木衛十八	Themisto	8	0.069	7,393,216	+129.87	45.762°	0.2115	1975/2000	科瓦爾 羅默爾 謝柏德等人	並不屬於任何已知衛星群
木衛十三	Leda	16	0.6	11,187,781	+241.75	27.562°	0.1673	1974	科瓦爾	希瑪利亞
木衛六	Himalia	170	670	11,451,971	+250.37	30.486°	0.1513	1904	勃萊因	希瑪利亞
木衛十	Lysithea	36	6.3	11,740,560	+259.89	27.006°	0.1322	1938	尼克爾森	希瑪利亞
木衛七	Elara	86	87	11,778,034	+261.14	29.691°	0.1948	1905	勃萊因	希瑪利亞
—	S/2000 J 11	4	0.01	12570424	+287.93	27.584°	0.2058	2001	謝柏德等人	希瑪莉亞
木衛四十六	Carpo	3	0	17,144,873	+458.62	56.001°	0.2735	2003	謝柏德等人	並不屬於任何已知衛星群
—	S/2003 J 12	1	0	17,739,539	−482.69	142.680°	0.4449	2003	謝柏德等人	?
木衛三十四	Euporie	2	0	19,088,434	−538.78	144.694°	0.0960	2002	謝柏德等人	阿南刻
—	S/2003 J 3	2	0	19,621,780	−561.52	146.363°	0.2507	2003	謝柏德等人	阿南刻
—	S/2003 J 18	2	0	19,812,577	−569.73	147.401°	0.1569	2003	格萊德曼等人	阿南刻
—	S/2011 J 1	1	?	20,155,290	−582.22	162.8°	0.2963	2011	謝柏德等人	?
—	S/2010 J 2	1	?	20,307,150	-588.1	150.4°	0.307	2010	Veillet	阿南刻?
木衛四十二	Thelxinoe	2	0	20,453,753	−597.61	151.292°	0.2684	2003	謝柏德等人	阿南刻
木衛三十三	Euanthe	3	0	20,464,854	−598.09	143.409°	0.2000	2002	謝柏德等人	阿南刻
木衛四十五	Helike	4	0.01	20,540,266	−601.40	154.586°	0.1374	2003	謝柏德等人	阿南刻
木衛三十五	Orthosie	2	0	20,567,971	−602.62	142.366°	0.2433	2002	謝柏德等人	阿南刻
木衛二十四	Iocaste	5	0.019	20,722,566	−609.43	147.248°	0.2874	2001	謝柏德等人	阿南刻
—	S/2003 J 16	2	0	20,743,779	−610.36	150.769°	0.3184	2003	格萊德曼等人	阿南刻
木衛二十七	Praxidike	7	0.043	20,823,948	−613.90	144.205°	0.1840	2001	謝柏德等人	阿南刻
木衛二十二	Harpalyke	4	0.012	21,063,814	−624.54	147.223°	0.2440	2001	謝柏德等人	阿南刻
木衛四十	Mneme	2	0	21,129,786	−627.48	149.732°	0.3169	2003	格萊德曼等人	阿南刻
木衛三十	Hermippe	4	0.01	21,182,086	−629.81	151.242°	0.2290	2002	謝柏德等人	阿南刻?
木衛二十九	Thyone	4	0.01	21,405,570	−639.80	147.276°	0.2525	2002	謝柏德等人	阿南刻
木衛十二	Ananke	28	3.0	21,454,952	−642.02	151.564°	0.3445	1951	尼克爾森	阿南刻
木衛五十	Herse	2	0	22,134,306	−672.75	162.490°	0.2379	2003	格萊德曼等人	加爾尼
木衛三十一	Aitne	3	0	22,285,161	−679.64	165.562°	0.3927	2002	謝柏德等人	加爾尼
木衛三十七	Kale	2	0	22,409,207	−685.32	165.378°	0.2011	2002	謝柏德等人	加爾尼
木衛二十	Taygete	5	0.016	22,438,648	−686.67	164.890°	0.3678	2001	謝柏德等人	加爾尼
—	S/2003 J 19	2	0	22,709,061	−699.12	164.727°	0.1961	2003	格萊德曼等人	加爾尼
木衛二十一	Chaldene	4	0.01	22,713,444	−699.33	167.070°	0.2916	2001	謝柏德等人	加爾尼
—	S/2003 J 15	2	0	22,720,999	−699.68	141.812°	0.0932	2003	謝柏德等人	阿南刻?
—	S/2003 J 10	2	0	22,730,813	−700.13	163.813°	0.3438	2003	謝柏德等人	加爾尼?
—	S/2003 J 23	2	0	22,739,654	−700.54	148.849°	0.3930	2004	謝柏德等人	帕西法爾
木衛二十五	Erinome	3	0	22,986,266	−711.96	163.737°	0.2552	2001	謝柏德等人	加爾尼
木衛四十一	Aoede	4	0.01	23,044,175	−714.66	160.482°	0.6011	2003	謝柏德等人	帕西法爾
木衛四十四	Kallichore	2	0	23,111,823	−717.81	164.605°	0.2041	2003	謝柏德等人	加爾尼?
木衛二十三	Kalyke	5	0.019	23,180,773	−721.02	165.505°	0.2139	2001	謝柏德等人	加爾尼
木衛十一	Carme	46	13	23,197,992	−721.82	165.047°	0.2342	1938	尼克爾森	加爾尼
木衛十七	Callirrhoe	9	0.087	23,214,986	−722.62	139.849°	0.2582	2000	格萊德曼等人	帕西法爾
木衛三十二	Eurydome	3	0	23,230,858	−723.36	149.324°	0.3769	2002	謝柏德等人	帕西法爾?
—	S/2011 J 2	1	?	23,329,710	−725.06	151.8°	0.3867	2011	謝柏德等人	?
木衛三十八	Pasithee	2	0	23,307,318	−726.93	165.759°	0.3288	2002	謝柏德等人	加爾尼
—	S/2010 J 1	2		23,314,335	−722.83	163.2°	0.320	2010	Jacobson et al.	帕西法爾?
木衛四十九	Kore	2	0	23,345,093	−776.02	137.371°	0.1951	2003	謝柏德等人	帕西法爾
木衛四十八	Cyllene	2	0	23,396,269	−731.10	140.148°	0.4115	2003	謝柏德等人	帕西法爾
木衛四十七	Eukelade	4	0.01	23,483,694	−735.20	163.996°	0.2828	2003	謝柏德等人	加爾尼
—	S/2003 J 4	2	0	23,570,790	−739.29	147.175°	0.3003	2003	謝柏德等人	帕西法爾
木衛八	Pasiphaë	60	30	23,609,042	−741.09	141.803°	0.3743	1908	格萊德曼等人	帕西法爾
木衛三十九	Hegemone	3	0	23,702,511	−745.50	152.506°	0.4077	2003	謝柏德等人	帕西法爾
木衛四十三	Arche	3	0	23,717,051	−746.19	164.587°	0.1492	2002	謝柏德等人	加爾尼
木衛二十六	Isonoe	4	0.01	23,800,647	−750.13	165.127°	0.1775	2001	謝柏德等人	加爾尼
—	S/2003 J 9	1	0	23,857,808	−752.84	164.980°	0.2761	2003	謝柏德等人	加爾尼
—	S/2003 J 5	4	0.01	23,973,926	−758.34	165.549°	0.3070	2003	謝柏德等人	加爾尼
木衛九	Sinope	38	7.5	24,057,865	−762.33	153.778°	0.2750	1914	尼克爾森	帕西法爾
木衛三十六	Sponde	2	0	24,252,627	−771.60	154.372°	0.4431	2002	謝柏德等人	帕西法爾
木衛二十八	Autonoe	4	0.01	24,264,445	−772.17	151.058°	0.3690	2002	謝柏德等人	帕西法爾
木衛十九	Megaclite	5	0.021	24,687,239	−792.44	150.398°	0.3077	2001	謝柏德等人	帕西法爾
—	S/2003 J 2	2	0	30,290,846	−1077.02	153.521°	0.1882	2003	謝柏德等人	並不屬於任何已知衛星群

探測計畫：

飛越任務(Flyby missions)

Pioneer program (1973 and 1974)

Voyager program (1979)

Ulysses (1992)

Cassini (2000)

New Horizons(2007)

軌道任務(Orbiter missions)

Galileo (1995–2003)

Juno(2016)

Jupiter Icy Moon Explorer (2022)– Mission to explore Jupiter and its icy moons.

NASA Europa mission(2025)

Source：NHK、discovery channel 、NGC 、Wikipedia 、NASA 、ESA 、JAXA 、BBC 、CNN 、How It Works、牛頓雜誌、科學人雜誌