木星是颗气态星球,主要构成是怎样的 (气态星球)

2023-04-14 18:21:58 游戏资讯 小恐龙

木星是一个巨大的袜纤液态氢星体。随着深度的增加,在距离表面千米处,液态氢在高压和高温环境下形成。据推测,木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区,物质组成与密度呈连续过渡。

木星是四个气体行星(又称类木行星)中的一个:即不以固体物质为主要组成的行星,它是太阳系中体积最大的行星,赤道直径为142984千米。木星的密度为1.326 g/cm³,在气体行星中排行第二,但远低于太阳系中四个类地行星。

结构成分

木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88-92%的氢和约8-12%的氦所组成。由于氦原子的质量是氢原子的四倍,探讨木星的质量组成时比例会有所改变:大气层中氢和氦分别占了总质量的75%及24%,余的1%为其他元素,包括微量的甲烷、水蒸气、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢、硫等物质。大气最外层有冷冻的氨的晶体。木星上也透过红外线及紫外线测量发现微量苯和烃的存在。

大红斑

木星可能有一个石质的内核,被一层含有少量氦,主要是氢元素的液态金属氢包覆着。内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是)液态金属氢由离子化的质子与电子组成。

在木星内部的温度压强下氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源,木星的磁场强度大约10高斯,比地球大10倍。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰。木星还是天空中已知的最强的射电源之一。

气态行星内部(木星、土星、天王星、海王星)

木星内部的温度和压力,由于开尔文-亥姆霍兹机制稳定地朝向核心增加。在压力为10帕的”表面”,温度大约是340 K(67 °C;152 °F)。在氢相变的区域 -温度达到临界点- 氢成为金属,相信温度是10,000 K(9,700 °C;17,500 °F),压力的200GPa。在核心边界的温度估计为36,000 K(35,700 °C;64,300 °F),同时内部的压皮好氏力大约是3,000-4,500GPa。

木星结构图

假如你穿着足够好的宇航服来到木星上空时,你会感到你的体重已迅速增加,你看到燃散的是是木星风起云涌的大气层,它们分成条状,在向着相邻两条的反方向劲吹,刚你在刚进入木星的大气层时,你就会被强劲的大风吹得不知道东西南北了。然后你直线下落,会觉得空气压力起来越大,体重也更重了,能相当于在地球上的2.5倍,木星的大气层有3000公里厚,人落不到低下就被压扁了。

假设你不压扁,你就会看到一道一道的光,实际上那是木星闪电,当你下到3000公里时,你会发现周围的大气十分黏稠,就像液体一样,再往下就真是液体了。这是液态氢的海洋,厚达2.7万公里,而且这里的温度非常高了,人根本受不了。

木星结构

再往下面去是金属氢,这其中可能还有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量。内核上则是大部分的行星物质集结地,温度高达三万度,比太阳表面的温度还高。这里的物质以液态氢为主,木星内部大致就是这种环境。

那么,木星云层下是什么情况?

发表在“自然”杂志上的四篇文章中,以及随附的一篇“新闻与观点”文章中,该航天器的最新成果已经公布。而且,这是第一次,我们对云顶下发生的事情有了一个很好的了解。

加州大学圣克鲁斯分校的Jonathan Fortney在接受采访时说:“这是第一次看到一颗气体巨行星是如何在内部运行的。”他撰写了这篇“新闻与观点”的文章。

虽然四篇文章集中在不同领域的研究,他们基本上有一个相似的主题-即与木星的一些关键特征。

主要的发现之一是,我们现在知道木星的大气层延伸到多远,距离云顶有3000公里(1860英里),比预期的要大得多。一旦你到达这个深度,行星的组成就会发生巨大的变化。

人们对木星在云层下的样子已经想象了很多。根据这些论文,似乎在这个深度,行星内部的行为变得像一个固体-尽管它实际上不是一个固体。相反,它是一种像固体一样旋转的氢气和氦气的流体混合物。

“我们的研究结果还表明,在3000公里的风下,行星会以刚体的形式旋转,所有这些信息都会对我们对行星内部的理解产生深远影响,进而使我们能够更近地理解它的形成,”论文作者之一、荷兰莱顿大学(Leiden University)的亚米娜·米格尔(Yamina Miguel)说道。

木星以它的云带而闻名,我们可以看到这些云覆盖着这颗行星,这是伽利略在400年前首次发现的。但科学家们不确定这些波段延伸到多远。根据这些最新的结果,这些云带似乎在3000公里处停止,从而形成了更均匀的形状。在它的核心压力大约是我们在地球上的压力的100000倍。

“很多世纪前伽利略在木星大气中看到了这些条纹,所以这绝对是我们长久以来想知道的东西,我们都对结果感到兴奋。”米格尔补充道。

这项研究的另一个主要发现是木星的引力场从北向南并不对称。这对于这样一个快速旋转的动荡不安的行星来说是出乎意料的。这似乎是由行星上各种不同的风和大气流动造成的。

研究人员还发现,木星的大气层包含了约1%的行星质量,相当于三个地球,这是非常巨大的。相比之下,地球的大气层只占地球总质量的百万分之一。

“这一结果令人惊讶,因为这表明木星的大气质量很大,而且比我们之前预期的要深得多。”以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的Yohai Kaspi说。

他们发现两极的气旋形成了持续的多边形模式,八个气旋在北极的单个中央气旋周围肆虐。在南极,有五个旋风在做同样的事情。

什么叫气态行星,是没有固态物质?

气态行星不是没有固态物质,而是占行游袭和星质量大多数的是气态物质。

以木星、土星为例,虽然它们有岩石或金属的核心,但这神盯样的核心被认为是气态巨行星本身所吸收的,主要的质量依然是氢和氦。在行星的上层部分,主要的元素是气体,但是向行星的下层,它们被压缩成为液体,再向内部成为固体,越往核心密度越高,直到核心部分,才是固态行星(如地球、火星)的内核一样,是铁、镍为主的金属。

这样理解,所谓的气态行星,就是在金属和岩石内核的外面包禅指裹着巨量的气态物质以及这些气态物质压缩形成的液态和固态物质,以至于行星的大部分质量是气态物质的行星。

木星结构

八大行星中的气态星球有哪些?

气态行星:木星、土星、天王星,海王星。

一个气态巨行星是圆敏并一个次要由氢和氦组成的行星。这个名字最后是由James Blish在1952年发明的,他是一个科幻作家,他运用这个词来指代一切的大行星。现实上这一术语有点用词不当,由于这些元素在气体巨人中很大水平上是液态和固态的,这是由于外部存在的极端压力条件形成的。

气态行星的质量都很大,在八大行星中,离地球最远的4颗都是橘迹气态行星,它们的质量也是最大的4个。据小编所知:木星、土星、天王星和海王星4颗气态行星,它们的质量占据了太阳系除太阳以外的99%,其中质量最小的天王星比地球质量大14倍,质量最大的木星是地球质量的318倍!

八大行星:

太阳系的八个大行星,按照离太阳的距离从近到远,它们依次为水星(☿)、金星(♀)、地球(⊕)、火星(♂)、木星(♃)、土星(♄)、天王星(♅)、海王星(♆或⛢)。八大行星自转方向多数也和公转方向一致。

只有金星和天王星两个例外。金拿扮星自转方向与公转方向相反,天王星则是与公转轨道呈97°角的“躺着”旋转。

行星的定义:一是必须围绕恒星运转的天体;二是质量足够大,能依靠自身引力使天体呈圆球状;三是这个轨道附近应该没有其他物体(清理其轨道上的其它物体)。按这样的划分,太阳系的行星就只有水、金、地、火、木、土,加上天王、海王这八颗。

没有陆地的星球,气态大行星!

较大的气态行星:木星,土星,天王星和海王星:

1、首先看看气态星球(主要由气态元素构成,当然气态元素也可以以液态存在,例如:氢。但气态星球的主要体积必然是气态的)。

气态星球主要有:所有的恒星(如太阳),以及巨型行星(如:土星)。很少听说:气态的小型行星(不稳定难以存活)。

2、看看危险:

气态物质与固体物质最根本区别是:流动性。流动性的结果是:1、气态中物质的位置剧烈的不稳定性(如:飓风气流);2、各种化学、物理反应(如:闪电气暴)的剧烈性(因为充分接触);3、温度的不适应。

3、气态中肯定是无法登陆的,何况气流中危险重重,试图进入浅层大气倒是可以尝试,但是越随着深入其中,要面临的危险也就越大。气态星球的大气要比地球(固体星球)上厉害的多,在高速的狂暴的气流之下,目前还没什么航行器碰轿携帆裤可以定位航行,何况气流中还可能夹杂着各种物质。

再者随着深入,气流的密度越来越大,飞行器面临的阻力越来越大,而且气体之间剧烈的作用引起的各种恐怖力量(大范围的闪电、雷暴……)。就算你牛叉,到现在还没死,还能够深入:前面才可能是极度地狱。气体星球之所以能够维持气态,有它特殊的原因,就如同太阳一样,而这个原因很有可能就是内部的种种变化引起的,大家都知道太阳内部如果停止了核变,太阳的后果就是气态无限坍塌,最后成为一个死亡的固体星球(先是红巨星继而白矮星)。例如:木星具有巨大的体积和质量,就是因为木星内部处于极高温度,可能是处于某种反应之中,同时反应向四周空间释放出了巨大的能量(有点“小太阳”的感觉,可惜若它想像太阳般释放巨大能量,只会昙花一现)。回到原题,这样的内部环境,目前笑伏技术自然是难以进入……

整个过程中,对于磁场和重力场等等都没有再去提及,也是因为乐观点看机械对于这两种场还是有一定的承受能力的。

目前的航空技术,更多的可以解决:燃料、通讯(直白点就是:底层问题),适合稳定状态。

而面对各种复杂问题时,在设计和材料上还需要提升太多太多……

如果有小型的,距离地球近的、大气比较稳定的,倒是可以尝试去登陆,可惜目前来看这是空想!