400年前發明天文望遠鏡以來，天文學家門就被這顆名為木星的氣態巨行星所吸引。木星是那麼的讓人賞心悅目、讓人著迷，它不僅有著不停旋轉的雲團，有著眾多的衛星還有著名大紅斑。

但是或許木星最讓人影響深刻的是它巨大的體積。無論是質量、體積還是表面積，木星都是太陽系最大的，並且遠超其他行星。人類認識到它的存在已經有幾千年，它再人類的很多文明中都扮演了重要角色。但木星為什麼會有如此之大？我們對此有所瞭解嗎？

尺寸、重量及軌道：

木星的質量、體積、表面積及赤道長度分別為1.8981x1027千克，1.43128x1015立方千米，6.1419x1010平方公里及439264公里。換個角度進行對比可以更為值觀的感受木星之大，木星直徑是地球的11倍，質量是太陽系其他所有行星的質量和的2.5倍。

但是，作為一顆氣態巨行星，它有著相對較小的密度（1.326g/cm3），這只是地球密度的四分之一。這意味著雖然木星的體積是地球的1321倍，但質量只有318倍。低密度是科學家確定木星主要是由氣體構成的證據之一，但是對於其核心的構成，仍然存在巨大的爭論。（詳見下文）

木星軌道距離太陽的平均距離為778,299,000公里（5.2天文單位），近日點距離太陽740,550,000 公里(4.95 天文單位)，遠日點816,040,000公里 (5.455 天文單位)。因此木星環繞太陽一週需要11.8618地球年，這意味著一個木星年相當於地球上的4332.59天。

但是，木星的自轉速度是太陽系行星中最快的，自轉一週的時間不超過10小時（準確的說是9小時55分30秒），因此一個木星年足足有10475.8木星天。木星的軌道週期為土星週期2/5，這意味著太陽系中的最大兩顆行星形成了5：2的軌道共振。

結構和組成

木星主要是由氣態和液態物質構成。這是太陽系中最大的氣態行星，有一個外部的氣態的大氣層和一個由更密集物質組成的內部核心區構成。其上部大氣層按照體積計算，由88%~92%的氫氣分子和8%~12%氦氣分子組成。按照質量計算有75%的氫氣和24%的氦氣，其餘還有1%的質量由其他元素組成。

這個剖面圖描述了木星的內部結構，一個被液態金屬氫深深包裹在內的岩石核心。供圖：凱爾松/維基共享

木星外部大氣中含有微量的甲烷、水蒸氣、氨、矽基化合物以及微量的苯和其他碳氫化合物。還有碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫和硫。在大氣的最外層也觀察到了凍結氨的晶體。

木星內部的物質密度更大，按質量計算，大約有71%的氫、24%的氦和5%的其他元素。根據推測，木星的核心是一個密集的元素混合層——周圍是液態金屬氫和一些氦，外層主要是分子氫。地核也被猜測為岩石，但這仍然是未證實的。

1997年，引力測量結果證明了木星核的存在，其質量是地球質量的12 - 45倍，相當於木星總質量的4%-14%。地核的存在也得到了行星形成模型的支援，這些模型表明在木星形成初期，存在一個由岩石或冰構成的地核從原太陽系星雲中收集所需的氫和氦。

然而，由於高溫液態金屬氫與熔融地核產生的對流，可能地核已經收縮。因此地核現在可已經不存在，但在上述分析均需要進一步的分析。2011年8月發射的“朱諾號”任務(見下文)有望對這些問題提供一些見解，從而在核心問題上取得進展。

隨著深入木星的核心，溫度和壓力都是穩步升高的。木星“表面”的壓力和溫度分別問10巴和340開爾文（67攝氏度，152華氏度）。木星“相變區”（氫由氣態變為金屬態）溫度通常被認為有10000開爾文（9700攝氏度，17500華氏度），壓力為200000兆帕。木星“核心”溫度估計會達到36000開爾文（35700攝氏度，64300華氏度），壓力會接近3~4.5x106兆帕。

FY: 大衛高怕飛