天然气巨头

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May 26, 2022

气态巨行星(也称为木星行星)是一个通用的天文术语,由科幻作家詹姆斯·布利什发明,现在普遍使用,用来描述主要由岩石组成的大型行星。气态巨行星实际上可能有一个岩石核心,确实有人怀疑这样的核心对于它们的形成是必要的。然而,它们的大部分质量以气体(或以液态压缩的气体)的形式存在。与岩石行星不同,气态巨行星没有明确的表面。质量大于地球质量 10 的行星通常被定义为气态巨行星。质量大于木星 70 倍(即 0、08 倍太阳质量)内部具有如此高的热量和压力,能够引发核聚变反应,将天体转变为一颗小恒星。也有质量较小但足以引发氘核聚变的天体,但它们不是行星,而是棕矮星。已经假设了 13 个木星质量的限制,超过这个限制,一个物体不再被定义为行星,而是一个棕矮星。这不是具有精确物理意义的限制,而是国际天文学联合会采用的惯例,因为大型物体会燃烧大部分氘,而较小的物体只会燃烧其中的一小部分。氘的燃烧量不仅取决于质量,还取决于行星的成分,特别是通过存在的氦和氘的量。例如,太阳系外行星百科全书包括质量高达 25 木星的物体,以及高达 24 木星质量的系外行星数据浏览器。太阳系有四个气态巨行星:木星、土星、天王星和海王星。

木星和土星

木星和土星主要由氢和氦组成,它们的大部分质量由液态氢或金属氢组成,可能具有岩石核心或由镍和铁组成。外层由分子氢组成,它围绕着一层液态金属氢,其熔融核心可能是岩石,在木星的情况下,直径为 12,000 公里。氢大气的最外层以可见的云为特征,通常由水和氨组成。在内部,氢被称为“金属”,因为巨大的压力将其变成了电导体。

天王星和海王星

其他气态巨行星的成分相似,但天王星和海王星含有更少的氢和更多的水、氨和甲烷,这就是为什么它们也被定义为冰巨星的原因。虽然内部成分尚不清楚,但也可能存在岩石和气体,但程度要小得多。由于人们认为甲烷可以在两颗行星深处达到的非常高的压力下分解并且碳可以直接在那里结晶成钻石,因此一些天文学家认为天王星和海王星的原子核是由钻石组成的。然而,随后的研究排除了这种可能性。在较低的层中,气态巨行星内部的液态氢被压缩成金属性质。 L'金属氢只有在如此巨大的压力下才稳定。

太阳系外气体巨星

由于可用的技术,许多已知的系外行星的质量与木星相当,而且通常比木星大得多,因此有人认为它们可能是气态巨行星。然而,它们的组成和结构是未知的。许多这些行星的轨道非常靠近它们的母星,例如所谓的热木星,而木星和土星显示的气体层是否能够承受类似的温度和太阳风的强度,这是一个有争议的问题。尽管“气体”和“巨行星”这两个词经常组合在一起,但主要由氢组成的行星可能比太阳系已知的气体巨行星要小。然而,质量较小的气态行星会比较大或远离恒星的行星更快地失去大气质量。被称为可能的“气体行星”的最小系外行星是 Kepler-138c,它的质量与地球相同,但比地球大 60%,因此密度更低。这表明它被包裹在由氢气和氦气组成的厚厚的气体壳中。

笔记

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外部链接

(EN) Gigante gassoso, su 科幻百科全书。SPACE.com:问答:IAU 提议的行星定义 2006 年 8 月 16 日美国东部时间上午 2:00 BBC 新闻:问答 新行星提议 2006 年 8 月 16 日,星期三,格林威治标准时间 13:36 14:36 英国