巨行星查看源代码讨论查看历史
巨行星 |
中文名称: 巨行星 外文名: giantplanet 别称: 类木行星 定义: 太阳系中四颗最大的行星 |
巨行星离太阳比类地行星远,体积和质量都很大,平均密度小,表面温度低,包括有木星、土星。 简单的说他们是气态行星,又叫气体行星 气体巨星可能没有固体的表面,而主要的成分是氢、氦、和存在不同物理状态下的水,与类地行星有极大的不同。[1]
巨行星
气体巨星(有时称为类木行星,在木星之外的行星,或是巨行星)是不以岩石或其他固体为主要成分构成的大行星。在太阳系内有4颗气体巨星:木星、土星、天王星和海王星。许多环绕恒星的系外行星已经被证实是气体巨星。
气体巨星可以细分成不同的类型,"传统"的气体巨星是木星和土星,主要的成分是氢和氦。天王星和海王星因为主要的成分是水、氨、和甲烷,而氢和氦只是最外层区域的主要成分,所以有时会被细分为"冰巨星"。几乎所有的系外行星都因为轨道紧挨着恒星,或许是因为比较容易被检测出来,因此是表面温度很高的气体巨星,被分类为热木星,而热木星也是目前的系外行星中最普遍的类型。
一般都描述说气体巨星缺乏坚实的表面,但更加明确的说法应该是缺乏可以明确定义的表面。实际上,虽然它们有岩石或金属的核心,但这样的核心被认为是气体巨星本身所形成的,木星和土星主要的质量依然是是氢和氦。在行星的上层部分,主要的元素还是气体,在地球上就是如此,但是向行星的下层,它们被压缩成为液体或是固体,越往核心密度越高。相似的,虽然天王星和海王星多数是冰冷的冰,这些行星内部极端的热和压力,使冰进入我们较不熟悉的物理状态。因此,传统上认为人不能在气体巨星上"登陆",而像直径、表面积、体积、表面温度、和表面密度也都仅与从太空中能看见的最外面数层有关联。
特点
太阳系的4颗气体巨星有一些共同的特征。所有的大气层都以氢和氦为主要成份,并且在内部压力大于气体的临界压力后和液体混合。在木星和土星,大气层和本体之间没有明确的界限,但是有些模型显示天王星和海王星可能有明确的边界[1]。有鉴于此,我们的4颗气体巨星被举例作为材料科学的"物质相变梯度"的经典范例。它们有非常热的内部,天王星和海王星的温度范围可以高达7,000 K,木星可以超过20,000K。如此高的温度意味着在他们的大气层之下的整个行星可能都是液体。因此,当讨论提到"岩石的核心",你不应该生动的描绘出固体的岩石球。相反的,它可能意味着是重元素,像铁和镍等在其余的行星内集中的区域。
相对来说,4颗行星都快速的自转着,这造成风的模式会破坏东西方向的带状或条纹。这些环带在木星很突出,在土星和海王星不很明显,在天王星几乎完全未曾发现到。
这4颗行星都有精巧的环系统和卫星伴随着。土星环是最壮观的,并且是在1970年代之前唯一知道的环系统,木星有最多的卫星-已经知道的有63颗。
环带循环
在木星大气层的带是由被称为带和区的气流循环路径造成的,包围着行星并平行于木星的赤道。
区是较亮的云带,并且在大气层上较高的位置,它们的内部有上升的气流,并且是压力较高的区域。带是较暗的云带,在大气层中的高度较低,内部则有下沉的气流,它们是压力较低的区域。这样的结构有些类似于地球大气的高气压和低气压,但是它们有着完全不同的结构-在整个行星的纬度上盘旋,彼此相对之间的压力差异也不是很大。这看起来是行星快速的自转与内层对称造成的结果。它们没有造成局部热源的大陆或海洋,并且转动的速度也比地球快很多。
它们也有更小的结构,不同大小和颜色的斑点。在木星,最直得注意的特征是大红斑,它已经存在了至少300年,他的构造是巨大的风暴。许多这样的斑点都是暴风雨,天文学家也在其中观察到一定数量的闪电。