行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

木星 太陽系 海王星 土星 天文 宇宙 地球 天王星 體育 彗星 星辰大海路上的種花家 2019-06-09

太陽系內就有四顆氣態巨行星,分別是木星、土星、天王星和海王星,當然天王星和海王星還有冰巨星的稱為,當然這些我們都在下文作個簡短的討論!

一、何為行星?

大家都知道八大行星,但對於行星的準確定義也許有些模糊,不妨來重新複習一下!

1、必須環繞恆星公轉;

2、質量必須能克服固體引力達到流體經歷平衡的球體或者近似球體裝惕啊;

3、必須能清理本身的軌道;

所以冥王星被踢出了行星的行列,因為它無法徹底清理本身軌道附近的小型天體!

行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

二、為什麼會形成氣態巨行星?

其實有一個問題需要糾正下,無論什麼天體,早期都會有一個固態內核,唯一不同的是其成長曆程,當一個天體在成長階段有源源不斷的星雲物質提供時,那麼其很容易成長為一顆行星,甚至氣態巨行星直至恆星!為什麼?

真正的原因是質量,因為質量造就了空間扭曲,直觀表現就是我們稱之為引力的東西!儘管引力解釋了氣體留下的原因,那麼為什麼氧氣氮氣成了地球大氣的組成部分,為什麼氫氣不是呢?先不急,我們來了解下氣體的分子運動:

行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

1.氫分子在27℃時運動速度為1900m/s

2.氧分子在27℃時候運動速度為480m/s

這兩個參數很關鍵,同樣的溫度條件下氫分子的運動速度是氧分子的4倍,而且還有一個非常要命的因素是氫分子在太陽的高能射線轟擊下,其運動速度將會輕易超過地球的逃逸速度,因此像地球這點質量是留不住氫元素這個白富美的!

二、為什麼內行星沒有氣態巨行星?

其實這點跟行星形成的時機是有關係的,假如行星形成比較早,在太陽發光以前即成長成了氣態巨行星,那麼這就是既定事實,這顆內行星的氣態巨行星是少不了了,但太陽發光以後就比較抱歉了,因為太陽風和光壓會將塵埃吹到遠離太陽的位置!

行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

兩條尾巴的彗星,分別是塵埃尾和離子尾,兩者的形成分別為:

塵埃尾:光壓造成的塵埃逃逸方向

離子尾:太陽風激發發光現象

兩者儘管有一定的角度關係,但都是前往太陽系外這一點是統一的,因此等太陽發光後,在太陽附近形成的行星就很抱歉了,它們繼續成長的概率就很低了,甚至可能夭折!而且靠近太陽的內行星由於太陽引力擾動的關係,衛星是很難形成的!

行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

但太陽風和光壓的推力是有限的,而且越往外圍這個作用力就會越小,那麼其終將會有一個與太陽引力達成平衡的位置,在太陽系,這個位置就是木星軌道附近!所以木星撿了個大便宜,一口氣吃成了胖子!

三、為什麼會有冰巨星?

這個問題就更容易理解了,儘管太陽光源源不斷,未有窮盡,但其整體帶給目標物的單位時間能量卻是有限的,而且還有會熱輻射的形式返回太空!太陽光的單位面積能量與距離的立方成反比,木星大約在5個天文單位之外,那麼其接收到的熱量只有地球軌道附近的六十四分之一!在這個附近,水早就以冰晶的形式存在了,二氧化碳也達到了乾冰的狀態!

行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

太陽系的雪線在2.7個天文單位以外,剛好落在小行星帶附近,因此在越往外,存在冰巨星的概率將會越高,儘管木星與土星並沒有冰巨星的稱號,則是比例比較少而已!

行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

在海王星8000千米以下,極端的壓力和溫度讓水分子成為了一種叫做冰十八的奇異物質,即:超離子導體冰,這種冰可以導電,而且融點極高!這就是海王星冰巨星的來歷,並非是它真正擁有了大量的冰,而是其太陽系外圍的位置捕獲了大量的水冰,卻在特殊的條件下形成融點很高的熱冰-冰十八!

四、總結

無論是恆星、行星又或者是氣態巨行星,它們有一個內核是固態這點是毋庸置疑的,而決定他們成長為哪種天體時,質量成為最關鍵的因素,但影響質量又有很多條件,恆星系統宇宙中多的是,但類似太陽系的恆星系統應該就很少了,有生命的行星也許還得少上幾個數量級,但這架不住宇宙中無數的恆星,也許驚喜距離我們並不遙遠!

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