3.7
行星抑或小型的太阳？

对太阳系中最大的行星——木星可以提这样的问题。这颗星星可以分成1300个地球大小的球，它有极大的引力，迫使成群的卫星围绕它旋转。天文学家发现木星有11个卫星，其中最大的四个在几百年前就被伽利略发现了，并用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来表示。Ⅲ、Ⅳ表示的这两个卫星并不比真正的行星——水星小。我们列出这两个卫星和水星以及火星的直径大小，并给出木星的其他两个卫星和月球的直径：

火星：直径6788千米

木星的卫星Ⅳ：直径5180千米

木星的卫星Ⅲ：直径5150千米

水星：直径4850千米

木星的卫星Ⅰ：直径3700千米

月亮：直径3480千米

木星的卫星Ⅱ：直径3220千米

图64是上述表格的图解。大圆代表木星；顺着它的直径并列着的每一个小圆代表一个地球；右边是月球。木星左边的圆是它的四个卫星。月球的右边是火星和水星。

图64　木星和它的卫星（左边）跟地球（沿直径）、月球、火星、水星（右边）大小比较。

看这张图的时候，我们应当注意的是，在我们面前的不是立体图而是平面图，各个圆的面积之比并不是它们的体积之比。球的体积跟它们的直径的立方是正比关系。如果木星的直径是地球的11倍，那么它的体积就应当是地球的1300倍。知道了这一点之后，我们才能纠正从图64中所得到的错觉，才能看出木星的真正大小。

至于作为引力中心的木星，它所具有的强大力量，可以从木星和它的卫星之间的距离看出来。以下就是这种距离：

我们可以看出，木星系统的大小是地球——月球系统的63倍，其他行星没有如此分布广泛的卫星系统。

因此，将木星比作小型的太阳并非毫无根据。它的质量等于所有别的行星加在一起的两倍；如果太阳消失的话，木星正好可以代替它的位置，也就是由木星来做中心天体，强迫别的行星围绕它转，虽然速度会慢一些。

木星和太阳的物理构造也有相似的地方。木星上物质的平均密度，是水的1.3倍——这和太阳的密度（1.4）相近。然而，木星的形状十分扁平，这一点使科学家认为木星有一个密度极大的核心，核心之外有一层很厚的冰层和大气层。

不久之前，木星和太阳之间的相似性的观点有了进一步的发展。有科学家认为，这个行星没有固体外壳，并且距离自己发光体的阶段并不久。这种看法现在已经被否认了，因为经过对木星温度的直接测量得知，它的温度相当低，是-140℃！不过，这是对那些漂浮在木星大气上的云层而言的。

木星的低温使我们很难讲清楚它的物理特征，比如说大气中的风暴现象、云状带、红斑等等。天文学家们还面临着重重谜团。

不久前在木星上（以及和它相邻的土星上）发现了的确有大量氮气和沼气存在的证据[6]。