木星有没有木壳、木幔和木核？

  严格地说，木星的内部结构对于人类来说仍然是个谜：因为他距离我们太远了，人类的飞行器要五年才能到达；同时它又太大了，体积是地球的 1321 倍，质量相当于其它七大行星总和的 2.5 倍。但仅就目前已知信息我们至少可以断言：地球的内部构造很难直接类比到木星上。那么木星到底有没有木壳、木幔和木核？为什么网为您解答~

朱诺号在木星附近的艺术构想图。2011 年发射的朱诺号刚刚成为人类史上飞行最远的太阳能飞行器，但仍要到今年 7 月才能抵达它的目的地——木星。它的目标是研究木星的组成、重力场、磁场和磁层和磁极

 

  地球是一颗理想的岩石行星，外部硅酸盐含量较多，内部金属含量较多。其内部结构还可以进一步划分成地壳、地幔和地核三个部分。

  但与公众认知不同的是，由于地下压力极其巨大，绝大部分地幔都是比地壳还要致密的固体，推动大陆漂移的上层地幔运动并非通常意义上的“液体流动”，而是岩石在高温高压下的热塑形变，只有地核外部才在极高的温度下达到了熔融状态，含铁量极高的内部地核又会重新结晶成固体。

 

 

地球的结构

  木星的情况就非常不同了。尽管大行星的形成都始于岩石质的内核，但与太阳不同的距离决定了不同的发育命运：距离太阳越近温度越高，这使得水、氨、甲烷等挥发性物质难以凝聚，只有金属和硅酸盐等高熔点物质才能参与行星发育，这就是四个类地行星的情形。

  但是在轨道更远的地方，太阳系大量存在的挥发性物质会凝聚成固体，使早期的行星发育得非常巨大，进而俘获更易逃逸的氢和氦，结果像滚雪球一样形成了巨大的木星和土星——据估计，木星的岩石胚胎达到了 10 倍地球的质量，然后开始迅速吞噬周围的气态物质，只用 1000 年就达到 150 倍地球质量，并最终达到了今天的尺寸。

  但木星并不是一个体积和质量更大、大气更厚的地球，这是因为万有引力随质量增加，令木星上的物质形态超出了人们一般的经验。

  首先，木星的岩石内核只占木星质量的 4%-14%，其余物质几乎全部由氢和氦组成。但巨大的质量产生了巨大的压力，即便氢和氦也不能维持气态，而随着深度增加连续过渡为液体甚至超流体，其中没有明显的界面。如果我们以 10 倍大气压为界，木星大气将厚达 5000 公里，著名的大红斑就发生在这一层上。

 

木星的结构

  从理论上讲，木星已经达到了行星尺寸的极限，如果质量继续增加，大气层还会被引力进一步压缩，体积不会有显著的变化。但木星表面流体的温度和压力会随着深度不断增加，在氢的相变区域温度可达 10000°C，压力超过 2000 亿帕。

  氢分子在这样的高温高压下成为一种“碱金属”，即一团质子和电子组成的液体金属。这层液态金属氢相当厚重，可能占据了木星内部空间的绝大部分，它的底层温度可以达到 35700 °C，压力更高达 3 到 4.5 万亿帕。

  我们无法想象最初的岩石内核在这样的条件下演化 40 亿年之后是怎样的形态，它可能被金属氢熔融混合，并在对流中萎缩消失；也可能仍然存在于那里，并且与某些奇怪的“冰”组成了一个质量在 12 到 45 个地球的内核——究竟是哪种情况，就要依靠今年 8 月，朱诺号能否发回更加精细的重力测量数据了。