气态巨行星和冰巨星，身为行星大咖，背后有什么秘密？

我们的宇宙是包含数十亿天体的无法想象的巨大空间。 可是，大部分外太空都是完全空的！例如，在我们的太阳系中，有8颗行星：水星最接近太阳，热得像在地狱一样。金星是太阳系中最亮的行星。

地球是唯一可以维持生命的行星，我们宝贵的家园。我们又称它为“蓝色星球”。还有一个“红色星球”叫火星，宇航员希望有一天能在那里找到生命。我们已经在那里找到了水，所以我们似乎到了某个境界！

图解：顶部（木星和土星）底部（天王星和海王星）

在这些内行星以外，还有四个更大的行星，被称为“巨行星”，是因为它们与其他四颗行星相比它们的质量巨大大而命名的。这四颗行星分别是木星、土星、天王星和海王星。

巨型行星也被称为“木星行星”(Jovian Planets)。 Jovian一词来自罗马神话中众神之王Jove，也是木星早期名字。因此，Jovian将其他的巨型行星描述为类似木星的行星。 所有的木星行星曾经被称为“气态巨行星”，天王星和海王星后来被归类为“冰巨行星”。

为什么这些行星被称为气态巨行星和冰巨行星？

什么是气态巨人？

气态巨行星被归类为一个原始成分是气体的，且有一个小的岩石核心行星，如氢和氦。我们太阳系的气体巨行星是木星、土星、天王星和海王星。这些行星被称为木星行星。它们之所以被这样命名，主要是因为它们是在木星之后的行星，位于太阳系的外围区域，超过火星和小行星带。

与海王星和天王星相比，木星和土星的质量要高得多。它们的气体组成也不同。

图解：土星和木星行星-木星（左）和土星

太阳系中第一个也是最大的气态巨行星是木星，其半径几乎是地球的11倍。目前，它已知有50颗卫星，还有17颗卫星等待美国宇航局的确认。

这个星球主要由氢、甲烷、氨和氦组成，围绕着一个由岩石和冰构成的地核。据推测，磁芯大部分是由液态金属氢构成的，这会在其周围产生一个巨大的磁场。

第二大气态行星是土星，约是地球半径的九倍。土星的显著特征是它的大环，对于科学界来说，它们的形成仍然是一个谜。土星有53颗卫星，还有9颗等待美国宇航局的确认。土星也含有与木星相似的成分构成，即氢和氦，以及与木星相同的核。

图解：天王星和海王星-天王星（左）和海王星

第三个气态行星是天王星，它的半径是地球的四倍。天王星的特别之处在于它以自已的侧面为轴心向后旋转；唯一中外一个以这种方式旋转的其他行星是金星。据美国宇航局称，这颗行星拥有27颗卫星，海王星的大气成分是氢、氦和铵。

太阳系中最后一颗气态行星是海王星，它的半径也是地球的四倍。它拥有13颗已确认的天然卫星，还有一颗等待美国宇航局确认。根据美国宇航局的说法，海王星的大气层与天王星的大气层相同。

气态巨行星是如何形成的？

天文学家们对于这些行星的形成有一个共同的看法：它们一开始是岩石和冰，就像类地行星一样。类地行星和地球一样，有一个由岩石和金属制成的坚硬的外表面。

然而，这些“核”相对我们的地球要大一些。这些巨大的核能够吸引氢气和氦气等气体。这种现象发生在太阳凝结，周围有大量的氢和氦的时候。像木星和土星这样的行星在太阳形成并吹走最初的云之前，能够吸收足够的氢和氦。

由于天王星和海王星等行星的核较小（与木星和土星相比），且轨道距离太阳较远，因此它们无法抓住太阳系中的很多氢和氦。这是对于天王星和海王星为什么比木星和土星小的更合理的解释。即使将天王星和海王星的大气百分比与木星和土星进行比较，可以发现天王星和海王星的大气污染更大，有更高浓度的甲烷和铵浓度。

“气体巨人”这个名字是1952年科幻作家James Blish创造的，指的是所有的巨型行星。这四颗巨行星是巨大的气体球，与地球和其他三颗岩石内行星有很大的不同。气态巨行星主要由气体组成，如氢和氦，及一层更厚的金属氢和一个熔化的岩石核心。

与岩石行星不同的是，气态巨行星没有一个清晰的表面，在大气结束的地方和表面开始的地方没有清晰的边界。换句话说，你不可能在这些行星上着陆，因为它们的大气层会逐渐向地核密集，可能是液态或介于液态两者之间状态。

图解：木星和氢的结构

直到1990年，一共被发现四颗气态巨行星，但在1990年代时，人们发现天王星和海王星是由不同的物质组成，和土星和木星不同。目前来看，太阳系中只有两颗气态巨行星——土星和木星。天王星和海王星现在被称为“冰巨人”。

什么是冰巨人？

冰巨星是主要由比氦和氢重的物质组成的大质量行星。这些冰巨人，天王星和海王星，主要由氧、氮、碳和硫组成，而硫是太阳中仅次于氢和氦的第二丰富元素。

图解：天王星和海王星结构

天王星和海王星都缺少在木星和土星上发现的深金属氢罩，它们大多是缺乏深氢地幔的冰。因此，这些巨大的行星被称为冰巨人，以便将它们与气态巨人（木星和土星）加以区分。

我们对空间和太阳系了解得越多，就越了解我们是如何在这个星球上赖以生存的。这是一个缓慢的进程，名字偶尔也需要更改，但最终都将是值得的！

气态巨行星的研究现状

木星

当谈到这些行星现行研究方案时，最值得我们注意的是朱诺号（Juno）宇宙飞船，它于2016年到达木星。Junag正在研究木星的环，事实证明是非常困难的，因为环在视觉上比土星更微妙。 Juno还观察到木星上存在极光，这与我们在地球上发现的粒子不同。 它还突破性地发现了存在于高空云层中的雪粒子。

图解：卡西尼数字（Cassini_Numbers）项目-（图片来源：NASA/wikimedia Commons）

土星

说到土星，卡西尼项目从2004年开始广泛研究土星的特征，于2017年项目最终结束。然而，至今仍在分析和研究卡西尼收集的数据。在任务结束时，卡西尼号能够观察到土星的引力场和磁场，科学家们有了一个全新的视角来观察这些环是如何形成的。它最终落入木星，为我们提供关于它大气成分的更多细节。

天王星

专业天文学家和业余天文学家热烈研究和观察的主题是天王星上面形成的风暴。科学家们也对了解天王星环的结构和进一步确认天王星确切的大气成分有着强烈的兴趣。在2013年发现了天王星有许多特洛伊小行星（Trojan Asteroids）。特洛伊小行星是那些与行星在同一轨道上的小行星。

海王星

最后我们观察气态行星海王星的风暴是研究的焦点。哈勃望远镜帮助我们可以更好的这些风暴，最近这些风暴似乎正在平静下来。科学家们正试图建立一个模型来解释这些风暴的上升和消散。

总之，我们可以说，虽然我们已经对这些气态行星有了实质性的了解，但它们仍然有某些方面需要进一步的科学研究，这将进一步加深我们对它们的整体理解。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. sciabc-王斗斗

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