木星作为太阳系行星中的巨无霸，除了它的超大身长外，最吸引人的就是它的大红斑了。人们对它研究了许多年，但始终无法知道它的真面目。
巨大的木星
木星是太阳系中最大的行星，它的赤道半径达71400千米，是地球的11.2倍。它的质量为1.9×1027千克，相当于地球的318倍。即使把太阳系中的其他7个行星加在一起，也只是它“体重”的40%。
如果在它赤道上绕行一周，行程将达45万千米，比我们到月球的距离（38万千米）远得多。木星的表面引力也比地球的引力要大得多。同样100千克的物质，搬到木星上就会重达264千克。
变色的大红斑
1665年，乔·卡西尼发现在木星表面的南半球上有一块红色的卵形圆斑，这是有关“大红斑”的第一次记录。
木星上的大红斑的大小虽时有改变，但至少有10000×20000千米，最大时可达14000×48000千米。这么大的范围，即使把4个类地行星一块放进去，也绰绰有余。
大红斑的颜色时有明显的变化。例如在1879~1881年的几年中，它显得特别殷红绚丽，后来渐渐“褪色”，到1927~1937年间又重新“浓妆艳抹”起来，1951年时则呈现为淡淡的玫瑰色。1973~1974年“先驱者10号”驶近它时，大红斑很醒目，但随后的六七年间又变得暗淡起来……
大红斑是什么
早先人们揣测它是木星固体表面上烧红了的“熔岩湖”，后来才逐渐明白它是一种气体在运动，因为除了它的大小、形状、颜色有缓慢的变化外，它还在沿着与赤道平行的方向在慢慢移动着。现在大多数人倾向于这是一个超级的特大风暴似的气旋运动。
木星会成为恒星吗
20世纪80年代初，曾有科学家提出木星是颗正在发展中的恒星。他认为木星内部正在进行热核反应，它有自己的热核能源。事情真是那样子吗？
木星的成分
木星是一颗以氢为主要成分的天体，与太阳相似。木星与太阳都包含约90％的氢和约10％的氦，以及很少量的其他气体。木星的表面处于流体状态，其中心部分大概是个固体核，主要由铁和硅组成，那里的温度至少有30000摄氏度。核的外面是两层氢，先是一层处于液态金属氢状态的氢，接着是一层处于液态分子氢状态的氢，这两层合称为木星幔。再往上，氢以气体状态成为大气的主要成分。
木星超支的能量
按理说，木星因为离太阳较远，受到太阳的辐射也很少，表面温度应该很低。根据计算得出的结果，木星表面温度应该是零下168摄氏度。可是，地面观测到的温度是零下139摄氏度，与计算值相差近30摄氏度。1974年12月，“先驱者11号”于飞掠木星时，测得的木星表面温度为零下148摄氏度，仍比理论值高出不少。
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。但木星的热量支出却大于收入，这些超支的能量只能是来源于自己内部。
30亿年后的太阳系
有科学家认为，木星内部正进行着热核反应，核心的温度高达28万摄氏度，而且还将变得越来越热，释放更多的能量，最终会变成一颗名副其实的恒星。这样的过程大致需要30亿年的时间。到那时，太阳系将成为以太阳和木星为主体的双星系统。
土星之谜
美丽的土星光环及六角云团不仅给人们美的享受，也留下了很多谜团。土星环及六角云团为什么有那么奇异的结构呢？这是有待科学家们研究探讨的难题。
土星六角云团之谜
美国科学家们在研究“旅行者2号”发回的土星照片时，发现在土星的北极上空有个六角形的云团。这个云团以北极点为中心，没有什么变化，并按照土星自转的速度旋转。
科学家发现，土星北极的六角形结构是由快速移动的云团构成的，尽管如此，它还是很稳定。科学家认为，土星六角形云团是罗斯贝波，这是一种特殊类型的波，它也会在大气和地球海洋出现大尺度稳定波运动，罗斯贝波具有很长的波长。在土星上，这种波相对于土星的自转来说是稳定的，并被嵌在一个窄的、以每秒100米的速度向东喷发的喷流中。六角形云团至少被一个椭圆形涡漩摄动而向南移，这个涡漩的直径大约为6000千米。但是，土星的“行星波数”为什么呈六角形，现在还没有一个令人满意的解释。
绚丽的土星环
土星光环结构复杂，千姿百态。光环环环相套，以至成千上万个，看上去更像一张硕大无比的密纹唱片上那一圈圈的螺旋纹路。所有的环都由大小不等的碎块颗粒组成，大小相差悬殊，大的可达几十米，小的不过几厘米或者更微小。它们外包一层冰壳，由于太阳光的照射，而形成了动人的明亮光环。
土星环延伸到土星以外辽阔的空间，土星最外环距土星中心有10～15个土星半径，土星光环宽达20万千米，可以在光环面上并列排下十多个地球。土星光环很薄，最厚估计不超过150千米。
土星环“消失”
奇异的土星光环位于土星赤道平面内，与地球公转情况一样，土星赤道面与它绕太阳运转轨道平面之间有个27度的倾角，造成了土星光环模样的变化。我们会一段时间“仰视”土星环，一段时间又“俯视”土星环。另外一些时候，它又像一个平平的圆盘，或者突然隐身不见，这是因为我们在“平视”光环，当光环的侧面转向我们时，远在地球上的人们望过去，150千米厚的土星环就像薄纸一张——光环“消失”了。每隔15年，光环就要消失一次。即使是最好的望远镜也难觅其“芳踪”。
卫星之王：土卫六
土卫六至今已被发现300多年，它是目前已知和地球最为相像的卫星。
多年以来，科学家们一直对土卫六很感兴趣，原因在于它是唯一有大气的卫星。大气的主要成分是氮，约占98%，甲烷占1%，其余的碳氢化合物在大气中所占比例非常小，大气层厚度约为2700千米。土卫六的表面温度很低，在零下190～零下210摄氏度之间，使之形成了美丽的液氮海洋。
土卫六是太阳系中的又一个奇异世界，黑暗寒冷的表面，液氮的海洋，暗红的天空，偶尔洒下几点夹杂着碳氢化合物的氮雨等。这些是人类了解生命起源和各种化学反应的理想之处。
“阴阳脸”菲比
土星卫星“菲比”的轨道穿越土星的巨大光环。科学家们认为，光环内的冰和尘埃来自于菲比与彗星的碰撞。光环的发现可能有助于解释关于土星另一卫星土卫八的一个古老而神秘的问题。天文学家卡西尼1671年首次发现土卫八，称这个星球一面黑一面白，就像太极符号一样。新发现的光环旋转轨道与土卫八相反。科学家们推测，光环内的尘埃飞溅到土卫八表面上，形成了黑色区域。“长久以来，航天学者一直认为菲比与土卫八表面之上的黑色物质之间存在某种联系，新发现的光环为此提供了令人信服的证据。”新光环的发现者之一及马里兰大学专家道格拉斯·汉密尔顿说。
奇异的土星磁场
“先驱者11号”飞船于1979年8月、9月在距土星128万千米处发现，土星磁场十分特殊，磁场图很像一条大鲸鱼，其头部圆钝，两边伸出扁形翅，还有粗壮的尾巴。土星磁场的磁轴与其自转轴吻合，磁心偏离土星核心22.5千米。磁场范围比地球的磁场范围大上千倍，但比木星磁场小，也没有木星磁场复杂。
天王星和海王星的怪异磁场
天王星和海王星是离太阳最远的两大行星，它们有与其他行星不同的大气层和磁场。它们的这些奇异之处，吸引了众多科学家的不断猜测和探索。
天王星的磁场
天王星是太阳向外的第七颗行星，在太阳系的体积是第三大（比海王星大），质量排名第四（比海王星轻）。天王星是第一颗在现代发现的行星，虽然它的光度与五颗传统行星一样，亮度是肉眼可见的，但由于较为黯淡而未被古代的观测者发现。
天王星的磁层包含带电粒子：质子和电子，还有少量的氢离子，未曾侦测到重离子。许多的这些微粒可能来自大气层热的晕内。离子和电子的能量分别可以高达400万和1200万电子伏特。微粒的分布受到天王星卫星强烈的影响，在卫星经过之后，磁层内会留下值得注意的空隙。微粒流量的强度在10万年的天文学时间尺度下，足以造成卫星表面变暗或是太空风暴。这或许就是造成卫星表面和环均匀一致暗淡的原因。在天王星的两个磁极附近，有相对算是高度发达的极光，在磁极的附近形成明亮的弧。但是，不同于木星的是，天王星的极光对增温层的能量平衡似乎是无足轻重的。
海王星的磁场
海王星有着与天王星类似的磁层，它的磁场相对自转轴有着高达47度的倾斜，并且偏离核心至少0.55半径，或是偏离物理上的中心13500千米。在“航海家2号”抵达海王星之前，天王星的磁层倾斜假设是因为它躺着自转的结果，但是，比较这两颗行星的磁场，科学家现在认为这种极端的指向是行星内部流体的特征。这个区域也许是一层导电体液体形成的对流层流体运动，造成发电机的活动。
当“旅行者2号”飞入海王星周围的空间，它的磁强计和带电粒子实验装置测量了磁场强度和行星的磁层，结果出乎意料，竟类似天王星的磁性。海王星的磁场相对于行星自转轴至少偏斜50度，并且磁场偏离行星中心。经测量，海王星磁场的自转周期是16小时隔3分钟。
在这个发现以前，天文学家倾向于把天王星的倾斜和偏心磁场看作异常，认为是磁场反向导致的。如果海王星也有这样一个独特的现象，那就意义不同了。对这些问题的研究，将会使我们不但对海王星，而且对整个太阳系有一个更加深刻的认识。
海王星的气候和磁场
海王星与天王星之间的一个区别是典型气象活动的水平。1986年当旅行者2号航天器飞经天王星时，该行星视觉上相当平淡，而在1989年旅行者2号飞越期间，海王星展现了著名的天气现象。海王星的大气有太阳系中的最高风速，据推测源于其内部热流的推动，它的天气特征是极为剧烈的风暴系统，其风速达到超音速速度。在赤道带区域，更加典型的风速能达到大约每小时1200千米。
1989年，美国航空航天局的“旅行者2号”航天器发现了大黑斑，它是一个欧亚大陆大小的飓风系统。这个风暴类似木星上的大红斑。然而在1994年11月2日，哈勃太空望远镜在海王星上没有看见大黑斑，反而在北半球发现了类似大黑斑的一场新的风暴。大黑斑失踪的原因尚未知晓。一种可能的理论是来自行星核心的热传递扰乱了大气均衡并且打乱了现有的循环样式。
海王星和天王星磁场异常的分析
20世纪80年代，美国的“旅行者2号”探测器对天王星和海王星进行了探测，人们将这两个行星的磁场绘制成图。出人意料的是，海王星和天王星的磁场与太阳系的其他六大行星完全不同，它们的磁场有多个极，而且磁偏角很大，分别是47度和59度。
针对天王星和海王星的怪异磁场，科学家们曾猜测可能是两个行星的薄外壳循环流动的结果，而这个外壳是由水、甲烷、氨和硫化氢组成的带电流体。最近科学家指出，产生磁场的循环层是天王星、海王星的薄外壳，而不像地球那样是位于接近地球核心的外核。薄外壳的循环或对流运动实际上是行星产生怪异磁场的原因，因为这是行星中存在流动和运动的部分。
天王星与海王星的“发动机效应”
地球外核流体的运动产生了地磁场。虽然我们往往将磁和铁联系在一起，但实际上，任何运动着的带电流体都能产生磁场。对于行星，这首先取决于它是否存在流体以产生发电机效应。地球存在外核流体，这两个行星可能不存在流体，也可能存在流体。事实上它们似乎都存在导电性良好的流体，而且还受某种力量驱策处于运动状态，这也是产生发电机效应的必要条件。由于天王星和海王星产生发电机效应的部位与地球的不同，以至于它们有如此不同的磁场，这就不足为奇了。
早在1861年，天文学家们就预测太阳系中还存在着第九颗行星。但直到现在，人们仍旧没找到它的踪迹，这成为困扰当代科学百余年的“悬案”。
海王星和冥王星留下的疑团
海王星、冥王星的相继被发现给人们留下了两个疑团：一是天王星的运动轨迹在考虑了海王星和冥王星的影响后，依然和理论值不符；二是冥王星也存在着同样的问题：它的运动除了受天王星和海王星的影响外，似乎还受一个我们看不见的物体的影响。
彗星运动中的线索
天文学家们从某些彗星的运动中发现了更多的线索。科学家们在对哈雷彗星的研究过程中发现，哈雷彗星到达近日点的时间具有明显的周期性误差。他们认为这是某个未知的行星对哈雷彗星产生扰动的结果。天文学家在对13颗彗星的运行轨道进行研究后发现，这13颗彗星似乎都受到一个位于太阳系边缘、冥王星外的巨型物体的引力的影响，使它们到达近日点的时间出现周期性的变化。
天文学家的推测
天文学家推测，在冥王星之外、远离太阳的黑暗地带，存在着一颗比木星大5倍的行星，很可能是一颗状态接近恒星，但其能量又不足以发光的褐矮星。这颗超巨型行星距离太阳至少有3万亿千米。它的运动速度十分缓慢，绕太阳一周大约需要600万年，运行方向则与其他八大行星相反。也许是这颗行星实在是太远、太暗了，以致于人们至今依然难觅其踪影。
神秘的行星会聚
在天文学上，将三个和三个以上的行星的经度尽可能彼此相近的天象叫做行星会聚。在世界各国，有很多人对行星会聚现象产生恐惧，有的宗教更是宣扬大行星会聚是世界末日。行星会聚真的会给地球和人类带来灾难吗？
行星会聚对地球的影响
据计算，八大行星同时位于太阳一侧180度以内的机会很少，大约平均178.9年才会出现一次。有人认为，大行星的会聚是引发地震的一个重要因素，其理由是行星会聚会增大地球受到的引潮力，因而有可能触发地震。而事实并非如此。地球所受到的太阳系天体的引潮力主要来自月球和太阳。即使七大行星都和地球处在一条直线上，并且它们都位于和地球最近的距离处，它们对地球总的引潮力也只相当于太阳平均引潮力的1/6400，这几乎是可以忽略不计的，当然也就不会引发地震。
行星会聚对地球气候的影响
