太阳系的四颗气态行星,为什么只有土星的密度最小?

清明的星空


土星是太阳系八大行星之一,排太阳系行星第六,体积在木星以后,并与木星、天王星及海王星同属类木巨行星。欧洲古代(古希腊)称土星为克洛诺斯(Cronian),古代中国也叫镇星或填星。

从目前人类掌握的情况来看,土星在构成上主要由氢组成,还有少量的氦与微量元素,内部的核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包裹着。土星的密度是0.70g/cm3,大气氢为96.3%,氦为3.25%。


相比较天王星、海王星而言,土星密度低因为它主要由低密度物质:氢和氦组成(约占90%),而相对来说,天王星和海王星的氢氦大约只占20%,而且它们的主要成分是天文学上称为“冰”的物质:水、氨、甲烷等等,所以天王星和海王星要比土星密度大。


再来说木星,本来这四颗行星都叫“类木行星”,理论上这类行星密度都应该很低,因为固液气三相的氢密度都低于水。但是流体都容易被压缩,所以木星质量是地球的318倍,而土星质量只是地球的95倍,差距这么大的质量下木星只比土星大约20%,就是因为引力导致了收缩,其比土星大而被压得更致密了。当然也有可能是木星的固体内核要比土星大的因素在里面。

这么分别去比较来看之后,土星比其它三颗气态巨行星密度低的原因就很明显了。


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