气态巨星是行星等级中的B级(Class B)行星,与 Class A (气态超巨星)行星相似, 出现在恒星系中的 冷区,它比 Class A 行星略小, 直径通常在 50,000~140,000 公里。地核温度高,但辐射的热量不如 Class A 行星,Class行星表面同样充满氢气及其化合物, 导致低辐射及强大重力,典型的 Class B 行星是土星
简介
气态巨行星,又名
类木行星,为非以岩石和固态物质组成之巨行星。气态巨星是行星等级中的B级(Class B)
行星,与 Class A (气态超巨星)行星相似, 出现在
恒星氢气及其
化合物, 导致低辐射及强大重力典型的 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
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.
大于10倍地球质量之行星即为巨行星。质量较低之气体行星有时也被称为气体矮巨星(gas dwarfs)。质量足以自行氘核融合反应之星体(以太阳主成份为例,至少要13倍木星质量)称为褐矮星,其质量涵盖了大型
气态巨行星与低质量恒星之间的范围。然而,
国际天文联合会针对气态巨行星的“13倍木星质量”定义上限来自经验法则,并不具精确的物理意义。较大的气态星体将融合自身多数的氘,较小的星体只融合少部份的氘,而13倍木星质量左右的星体的氘融合量则恰好在中间。氘融合量不只取决于质量,亦和星体的成份,尤其与氘氦含量相关。
太阳系外行星百科当中甚至记载了质量高达25倍木星质量的系外行星;而太阳系外行星轨道数据库也将类行星质量上限暂定为24倍木星质量。
巨行星
我们的太阳系有四个气态巨行星:木星、土星、天王星与海王星。
木星土星
木星与土星的成份以氢氦为主,其中重元素占总值量的3%至13%[1]。据推测,木星与土星的结构大致由气态分子氢的外层包覆著
液态金属氢的内层与可能为融熔岩石的核心。大气层最外侧拥有多层水氨云的特征,而内侧的氢在极大的气压下呈现导电的金属物理特性。这层称为“金属氢”的结构占了木星与土星的最大部份。一般认为,木星与土星的核心由较重的元素组成,但在高压下与20000K的高温下,这些元素的特征至今仍鲜为人知。
木星大气层里环绕着平行于赤道的带状结构,其外观可见到明亮的“区(Zones)”与深色的“带(Belts)”相互循环著。明亮的“区”位于较高的大气层,拥有高气压中心与上升气流。暗淡的“带”位于较低的大气层,拥有低气压中心与沉降气流。木星与地球的大气皆有高低气压分布的情形,但不同于地球上的块状气压中心分布,木星上的气压中心呈带状分布,等压线几乎和纬线平行,水平包围整个星球。根据推测,这类现象应与行星高速自转与均匀对称的结构有关。木星不像地球,没有大陆与大洋产生的局部大气温差,且自转速度比地球快上许多。不过,木星大气上仍有一些次要结构:分布在各处的大小异色斑点。这些斑点为巨型风暴,有些甚至是闪电风暴;其中以木星上具三百年观测历史的大红斑最为显著。
天王星
天王星、海王星的内部成份与木星、土星有显著差异。自云层顶端向下延伸至85%海王星半径到80%天王星半径的范围为大气外层,同样也富含氢气。在这范围之下的内部区域则大致呈现“冰冻”状态,其组成以水、氨与甲烷为主。该区域也可能存在气体和岩石,但在特定的冰、气、岩比例下,混合物的外观酷似纯冰。
由于天王星、海王星极为朦胧的大气当中含有些许甲烷,使两行星的外观分别为婴儿蓝与深海蓝色。两行星皆有与自转轴高度倾斜磁场。
与其他
类木行星不同的是,天王星拥有极为倾斜的自转轴,使天王星拥有极端且奇特的季节变化。