氣態巨星

氣態巨星

氣態巨星是行星等級中的B級(Class B)行星,與 Class A (氣態超巨星)行星相似, 出現在恆星系中的 "冷區",它比 Class A 行星略小, 直徑通常在 50,000~140,000 公里。地核溫度高,但輻射的熱量不如 Class A 行星,Class行星表面同樣充滿氫氣及其化合物, 導致低輻射及強大重力,典型的 Class B 行星是土星

基本介紹

  • 中文名:氣態巨星
  • 外文名:gas giant
  • 行星等級:行星
  • 直徑:50,000~140,000 公里
簡介,太陽系的氣態巨行星,木星和土星,天王星和海王星,

簡介

氣態巨行星,又名類木行星,為非以岩石和固態物質組成之巨行星。氣態巨星是行星等級中的B級(Class B)行星,與 Class A (氣態超巨星)行星相似, 出現在恆星系中的 "冷區"比 Class A 行星略小, 直徑通常在 50,000~140,000 公里地核溫度高但輻射的熱量不如 Class A 行星那么多行星表面同樣充滿氫氣及其化合物, 導致低輻射及強大重力典型的 Class B 行星是土星
Class B (Gas Giant):
Class B planets, like Class A planets, are also found in a star's
"cold zone". They are smaller than Class A planets and are usually between
50,000 and 140,000 kilometers in diameter. They have high core temperatures
but do not radiate as much heat as Class A planets. Their surface is also
composed from gaseous hydrogen and hydrogen compounds, due to the low stellar
radiation and high planet gravity. An example of a Class B planet is Saturn.
大於10倍地球質量之行星即為巨行星。質量較低之氣體行星有時也被稱為氣體矮巨星(gas dwarfs)。質量足以自行氘核融合反應之星體(以太陽主成份為例,至少要13倍木星質量)稱為褐矮星,其質量涵蓋了大型氣態巨行星與低質量恆星之間的範圍。然而,國際天文聯合會針對氣態巨行星的“13倍木星質量”定義上限來自經驗法則,並不具精確的物理意義。較大的氣態星體將融合自身多數的氘,較小的星體只融合少部份的氘,而13倍木星質量左右的星體的氘融合量則恰好在中間。氘融合量不只取決於質量,亦和星體的成份,尤其與氘氦含量相關。太陽系外行星百科當中甚至記載了質量高達25倍木星質量的系外行星;而太陽系外行星軌道資料庫也將類行星質量上限暫定為24倍木星質量。

太陽系的氣態巨行星

我們的太陽系有四個氣態巨行星:木星、土星、天王星與海王星。

木星和土星

木星與土星的成份以氫氦為主,其中重元素占總值量的3%至13%[1]。據推測,木星與土星的結構大致由氣態分子氫的外層包覆著液態金屬氫的內層與可能為融熔岩石的核心。大氣層最外側擁有多層水氨雲的特徵,而內側的氫在極大的氣壓下呈現導電的金屬物理特性。這層稱為“金屬氫”的結構占了木星與土星的最大部份。一般認為,木星與土星的核心由較重的元素組成,但在高壓下與20000K的高溫下,這些元素的特徵至今仍鮮為人知。
木星大氣層里環繞著平行於赤道的帶狀結構,其外觀可見到明亮的“區(Zones)”與深色的“帶(Belts)”相互循環著。明亮的“區”位於較高的大氣層,擁有高氣壓中心與上升氣流。暗淡的“帶”位於較低的大氣層,擁有低氣壓中心與沉降氣流。木星與地球的大氣皆有高低氣壓分布的情形,但不同於地球上的塊狀氣壓中心分布,木星上的氣壓中心呈帶狀分布,等壓線幾乎和緯線平行,水平包圍整個星球。根據推測,這類現象應與行星高速自轉與均勻對稱的結構有關。木星不像地球,沒有大陸與大洋產生的局部大氣溫差,且自轉速度比地球快上許多。不過,木星大氣上仍有一些次要結構:分布在各處的大小異色斑點。這些斑點為巨型風暴,有些甚至是閃電風暴;其中以木星上具三百年觀測歷史的大紅斑最為顯著。

天王星和海王星

天王星、海王星的內部成份與木星、土星有顯著差異。自雲層頂端向下延伸至85%海王星半逕到80%天王星半徑的範圍為大氣外層,同樣也富含氫氣。在這範圍之下的內部區域則大致呈現“冰凍”狀態,其組成以水、氨與甲烷為主。該區域也可能存在氣體和岩石,但在特定的冰、氣、岩比例下,混合物的外觀酷似純冰。
由於天王星、海王星極為朦朧的大氣當中含有些許甲烷,使兩行星的外觀分別為嬰兒藍與深海藍色。兩行星皆有與自轉軸高度傾斜磁場。
與其他類木行星不同的是,天王星擁有極為傾斜的自轉軸,使天王星擁有極端且奇特的季節變化。

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