液态行星
木星在太阳系中是非常惹人注目的行星。它以体积和质量的巨大而成为八星之王。它是天空中亮度仅次于金星的一颗亮星，通常比火星、天狼星还亮。我国古代称它为“岁星”。西方用古代神话中的大神之名称呼它，意思是主宰天上诸神的“宙斯”。木星木星的内部结构与众行星不同，它没有固体外壳，在稠密的大气之下是液态氢组成的海洋。
在天文望远镜中观测木星，突出的特性是它那扁球形的外貌。其赤道半径与极半径相差近5000千米。木星的赤道半径为71400千米，为地球的11.2倍。体积为地球的1316倍。质量为1.9×1030克，为地球质量的31790倍，比太阳系所有的行星、卫星、小行星等大小天体加在一起还重1.5倍。木星的平均密度是1.33克／厘米3，比水稍大。这说明，木星的大部分物质处于气体状态。木星两极的表面重力加速度为23.22米／秒2，赤道上为27.07米／秒2。在木星表面上，物体要有61千米／秒的速度才能脱离木星。所以，木星能束缚住大量气体而不让它们跑丢。
和其他行星一样，木星也围绕太阳在椭圆轨道上运动，其轨道半长径约为5.2天文距离单位（即与太阳平均距离约为7.78亿千米），绕太阳公转一圈为11.86年，木星虽然在太阳系中体积最大，但却是太阳系中自转最快的行星，赤道部分自转一周为9小时50分30秒。由于自转速度快，使得它的形状很扁，大气条纹沿赤道伸展。
木星有浓厚的大气，主要成分为氢和氦，还有甲烷、氨、碳、氧及少量的铁和硫。通过天文望远镜，我们看到木星有一些亮暗不同的带纹平行于木星的赤道。这些带纹是木星快速自转而产生的大气环流。它们有上千千米厚，因而使我们看不见木星的表面。带纹中有时出现寿命长短不一的亮斑或暗斑。在木星赤道以南，有一个大红斑，它于1665年被法国天文学家卡西尼发现，至今已存在300多年了。大红斑呈蛋形，宽14000千米，长30000千米。其宽度似乎不变，长度却由发现之初的30000千米逐渐延伸为40000千米，现又缩到两万多千米。大红斑不但大小有变化，而且颜色也有变化，它有时浓艳，有时暗淡。大红斑是一个含有红磷化合物的大气漩涡，朝逆时针方向旋转，温度似乎比周围的木星大气低些。
通过对木星辐射的探测，我们得知虽然木星不发光，但它发射的总辐射却是所受太阳辐射的2.5倍。这说明木星除了反射太阳的光和热之外，还具有内能源，其核心处于高温高压状态，但还不足以产生热核反应。科学家认为，木星过剩的能量是木星形成之始，从原始星云中聚集的热能。
为了探测太阳系外围空间的物理情况，目前为止，人类共发射了4艘宇宙飞船，即“先驱者”10号、11号，“旅行者”1号和2号。它们都肩负着美国宇航局的重大科学考察项目。
宇宙飞船传回的探测结果可以说明，木星有较强的磁场，表面磁场强度达3～14高斯，比地球表面磁场强得多（地球表面磁场强度只有0.3～0.8高斯）。木星磁场和地球的一样，是偶极的，磁轴和自转轴之间有10°8′的倾角。木星的正磁极指的不是北极，而是南极，这与地球的情况正好相反。由于木星磁场与太阳风的相互作用，形成了木星磁层。木星磁层的范围大而且结构复杂，在距离木星140万～700万千米之间的巨大空间都是木星的磁层；而地球的磁层只在距地心7～8千米的范围内。木星的四个大卫星都被木星的磁层所屏蔽，使之免遭太阳风的袭击。地球周围有条称为范艾伦带的辐射带，木星周围也有这样的辐射带。“旅行者”1号还发现木星背向太阳的一面有30000千米长的北极光。1981年初，当“旅行者”2号早已离开木星磁层飞奔土星的途中，曾再次受到木星磁场的影响。由此看来，木星磁尾至少拖长到6000万千米，已达到土星的轨道上。
过去有人猜测，在木星附近有一个尘埃层或环，但一直不能证实。1979年3月，“旅行者”1号考察木星时，拍摄到木星环的照片，不久，“旅行者”2号又获得了木星环的更多情况，终于证实木星也有光环。木星光环的形状像个薄圆盘，其厚度约为30千米，宽度约为6500千米，离木星12.8万千米。光环分为内环和外环，外环较亮，内环较暗，几乎与木星大气层相接。光环的光谱型为G型，光环也环绕着木星公转，7小时转一圈。木星光环是许多黑色碎石块构成的，石块直径在数十米到数百米之间。由于黑石块不反射太阳光，因而长期以来一直未被我们发现。
木星有一层厚而浓密的大气层，大气的主要成分是氢，占80％以上，其次是氦，约占18％，其余还有甲烷、氨、碳、氧和水汽等，总含量不足1％。由于木星有较强的内部能源，致使其赤道与两极温差不大，不超过3℃，因此木星上南北风很小，主要是东西风，最大风速达130—150米／秒。木星大气中充满了稠密活跃的云系。各种颜色的云层像波浪一样在激烈翻腾着。在木星大气中还探测到有闪电和雷暴。由于木星的快速自转，因此能在它的大气中观测到与赤道平行的、明暗交替的带纹，其中的亮带是向上运动的区域，暗纹则是较低和较暗的云。
木星的大红斑位于南纬23°处，东西长40000千米，南北宽13000千米。
探测器发现，大红斑是一团激烈上升的气流，呈深褐色。这个彩色的气旋逆时针方向转动。在大红斑中心部分有个小颗粒，是大红斑的核，其大小约几百千米。这个核在周围的反时针漩涡运动中维持不动。大红斑的寿命很长，可维持几百年或更长久。
由于木星离太阳平均距离为7.78亿千米，因此木星的表面温度比地球表面温度低得多。从木星接受太阳辐射计算，其表面有效温度值为-168℃，而地球观测值为-139℃，“先驱者11号”宇宙飞船的探测值为-150℃，均比理论值高，这也说明木星有内部热源。
“先驱者11号”探测器对木星考察的结果表明，木星没有固体表面，是一个流体行星。木星的内部分为木星核和木星幔两层，木星核位于木星中心，主要由铁和硅构成，是固体核，温度达30000K。木星幔位于木星核外，以氢为主要元素组成的厚层，其厚度约为70000千米。木幔外就是木星大气，再向外延伸1000千米，就到云顶。木星表面的大多数特征变化倏忽，但也有些标记具有持久和半持久的特征，其中最显著最持久，也是人们最熟悉的特征要算大红斑了。
大红斑是位于赤道南侧、长达2万多千米、宽约1.1万千米的一个红色卵形区域。从17世纪中叶，人们就开始对它进行时断时续的观测，1879年以后，开始对它进行连续的记录，并发现它在1879—1882年，1893—1894年，1903—1907年，1911—1914年，1919—1920年，1926—1927年，特别是在1936—1937年，1961—1968年，以及1973—1974年这些年代中，变得显眼和色彩艳丽。在其他时间，显得暗淡，只略微带红，有时只有红斑的轮廓。
大红斑是个什么结构？为什么是红色的？如何能持续这么长的时间？要了解这些问题，仅凭地面观测实在是无能为力的。
按照科学家雷蒙·哈依德的理论，大红斑是位于其下面的某种像山一类的永久特征所造成的大气扰动。但是“先驱者”发现木星表面是流体，完全排除了木星外层具有固态结构表面的可能性，上述理论也就自然被扬弃了。
“旅行者”1号发回的照片使人清晰地看到，大红斑宛如一个以逆时针方向旋转的巨大漩涡，其浩瀚宽阔足以容纳好几个地球。从照片上还可以辨别出一些环状结构。仔细研究后，科学家们认为，在木星的表面覆盖着厚厚的云层，大红斑是耸立于高空、嵌在云层中的强大旋风，或是一团激烈上升的气流所形成的。
木星云的多彩绚丽，证明木星大气有着十分活跃的化学反应。在探测器拍摄的照片上，可以看到木星大气明暗交替的云带图形。从南极区到北极区依稀可辨17个云区或云带。它们的颜色、亮度均不相同，也许是氨晶体所组成；褐色云带的云层要深些，温度稍高，因而大气向下流动；蓝色部分则显然是顶端云层中的宽洞，通过这些空隙，方可看到晴朗的天空。蓝云的温度最高，红云的温度最低。据判断，大红斑是一个很冷的结构。令人不解的是，如果按平衡状态而言，所有的云彩都应该是白色的，只有当化学平衡被破坏后，才会出现不同的颜色。那么，是什么破坏了化学平衡呢？科学家们推测，可能是荷电粒子、高能光子、闪电或是沿垂直方向穿过不同温度区域的快速物质运动。
另外，木星云的颜色还与木星大气中的化学成分有关。从光谱分析认证出木星大气中含有5种物质：氢、氦、氨、甲烷和水，此外还推测有氢的硫化物存在。这些都是无色的。云带出现颜色，必定有其他着色物质，如硫化铵、硫化氢铵以及各种有机化合物和复杂的无机聚合物。“旅行者”1号曾在木星云层上面发现过闪电，这表明，那里可能存在着相当复杂的碳氢化合物分子。此外，在木星的背阳面，还发现了30000千米长的极光，证明木星大气受到很多高能粒子的袭击。
大红斑的橙红色一直是一个谜。有人认为是大红斑中上升气流形成的云中放电现象。为此，美国马里兰大学的一位名叫波南贝罗麦的博士做了一个有趣的实验：他在一只长颈瓶中放上木星大气中存在的一些气体，如甲烷、氨、氢等，对这些气体施加电火花作用，结果发现原先无色的气体变成云状物，一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上。这个实验为人们解开大红斑颜色之谜似乎提供了某种有益的启示。相当一部分天文学家认为，磷化物可以说明大红斑的颜色。
自从卡西尼发现大红斑以来，到今天已有300多年了，它为什么能持续如此长的时间呢？有人认为木星的大气又厚又密是大红斑长存的主要原因，但这只是一种猜测。
正在发展的恒星
木星难道仅仅是行星吗？为什么不能把它看作是颗未来的恒星，看作是正在向恒星方向发展的天体呢？读者也许会惊讶：这样提问题是否太荒唐了？
20世纪80年代初，前苏联科学家苏切科夫提出木星也许是颗正在发展中的恒星这种新见解之后，确实遭到了不少非议。但是，苏切科夫的意见也并非“空穴来风”，毫无依据。他的主要观点是：木星内部在进行热核反应，它有自己的热核能源，应该归到“能自己发热、发光”的恒星类天体里去。
事情真是那样子吗？木星离太阳比地球远得多，它接受到的太阳辐射也少得多，表面温度理所当然要低得多。根据计算得出的结果，木星的表面温度应该是-168℃。可是，地面观测得出来的温度是-139℃，与计算值相差近30℃，这无论如何不可能是由误差造成的。让探测器在木星附近进行测量，准确程度理应更高些。“先驱者11号”于1974年12月飞掠木星时，测得的木星表面温度为-148℃，仍比理论值高出不少，说明木星有自己的内部热源。
对木星进行红外线测量也反映出类似情况。如果木星内部没有热源，它吸收到的热量和支出的应该达到平衡，地球和水星等类的行星的情况正是这样。木星却不然，它是支大于入，约大1.5～2.0倍，这超支的能量从哪里来呢？很明显，只能由它自己内部的热源予以补贴。
比起太阳来，木星确实有点“小巫见大巫”。称“霸”其他行星的木星，体积只有太阳的千分之一，质量只及太阳的1／1047，即约0.001个太阳质量，而中心温度也只有太阳的1/500。有人认为，这并不妨碍木星内部存在热源，因为它是在木星形成过程中产生并积累起来的。
前苏联学者苏切科夫等的意见是很有创新的，他认为木星内部正进行着热核反应，核心的温度高得惊人，至少有28万度，而且还将变得越来越热，释放更多的能量。释放的速度也将进一步加快。换句话说，木星在逐渐变热，最终会变成一颗名副其实的恒星。
我国学者刘金沂对行星亮度的研究，从一个侧面提供了证据。他发现在过去很长的一段历史时期里，水星、金星、火星和土星的亮度都有减小的趋势，唯独木星的亮度在增大。如果前述四行星的亮度减小与所谓的太阳正在收缩、亮度在减弱有关，那么，木星亮度增大的原因一定是在木星本身。刘金沂得出的结论是：在最近2000年中，木星的亮度每千年增大约0.003等。这无异对苏切科夫等的观点作了注释。
此外，太阳不仅每时每刻向外辐射出巨大的能量，同时也以太阳风等形式持续不断地向外抛射各种物质微粒。它们在行星际空间前进时，木星自然会俘获其中相当一部分。这样的话，一方面木星的质量日积月累不断增加，逐渐接近和达到成为一个恒星所必需的最低条件；另一方面，在截获来自太阳的各种粒子时，木星当然也就获得了它们所携带的能量。换言之，太阳以自己的日渐衰弱来促使木星日渐壮大，最后达到两者几乎并驾齐驱的程度，使木星成为恒星。
这样的过程据说大致需要30亿年的时间。那时，现在的太阳系将成为以太阳和木星为两主体的双星系统；也有可能木星在其“成长”的过程中，把一些小天体俘获过来，建立以自己为中心天体的另一个“太阳系”，与仍以现在太阳为中心天体的太阳系，平起平坐。不管是哪种形式的变化，目前太阳系的全部天体，包括大小行星乃至彗星等，都将有较大幅度的变动。
