行星為何有氣態與巖質之分?氣態行星上真的都是氣體嗎?

李宣澤


這個問題,量子菌來回答,對於太陽系來說,目前有八大行星,其中內圈4顆稱為類地行星,也就是和地球類似,外表都是岩石組成。而火星以外的4顆稱為巨行星,就是由氣體組成的巨大行星,沒有固體的外殼。

太陽系是從氣體和塵埃組成的太陽星雲中形成的,當星雲中心凝聚形成了太陽,其他區域的星雲也開始冷凝聚集,粒子相互碰撞合併成行星。距離太陽的遠近造成溫度的差異,在距離太陽不同的位置,星雲凝集成不同的元素和物質。

在靠近太陽的區域,主要是些熔點高的難熔物質組成,形成了堅硬緻密的類地行星。而在外圍,則是由輕元素組成的巨行星,它們體積比較龐大,內部可能還具有固態的內核。其中木星是第一個形成的,它吸取了周圍的大部分氣體塵埃等物質,成了最大的行星。

最後談下冥王星,它原本被定為第9大行星,但具有固態外殼,和附近的巨行星不同,但它的密度體積很小,和類地行星也不同,只能算成是個矮行星,從而被取消了第九大行星的資格。


量子實驗室


在我們太陽系中有八大行星,我們大致可以分為兩類,即巖質行星和氣態行星,水星金星,地球和火星屬於巖質行星(類地行星),而木星,土星天王星和海王星屬於氣態行星(類木行星)。

當然,行星的分類比這要細緻的多,從小到大可分為矮行星,巖質行星,氣態冰巨星和氣態巨行星等。在太陽系中就有很多的矮行星,比如被踢出去行星行列的冥王星,現在就屬於矮行星,不過它還有個部門的歸類,即類冥行星,另外還有穀神星,鳥神星等等,數量遠比行星的數量要多,而天王星和海王星屬於氣態冰巨星,木星和土星屬於氣態巨行星。那麼以這樣的分類來說的話。太陽系的行星可分為4類,八大行星即可分為三類。




那麼行星為什麼會有這麼多的分類呢?其實最根本的原因還是由於其自身物質質量決定的,因為行星的形成也都是從塵埃和碎石開始的,他們凝聚到一起形成較大的小行星,較大的小行星在吸附其他的塵埃碎石,以及和其它的小行星撞擊融合等,經過許許多多的小行星的,融合,就可以形成矮行星,如果矮行星受恆星風的影響比較少,那麼它的周圍也可以吸引一些大氣,但是由於案情性質量較小,引力不強,所以它的大氣層也不會很濃厚。



矮行星的質量如果再吸收物質變大的話,就可以成為行星了,行星可以吸引較多的大氣,但是行星如果距離恆星比較近的話,其自身又沒有磁場保護,受恆星風的影響,那麼它的表面的大氣層就很難存在,比如太陽系的水星就是這樣,但是金星的質量比水星大很多,又由於發生了嚴重的溫室效應,其表層大氣以二氧化碳為主,所以金星有著非常濃厚的大氣層,我們的地球有磁場,可以保護大氣層,這也是地球上有生命存在的基本條件。


比地球再大的行星,其強大的引力就可以吸附氫氣了,質量比地球大數倍的行星,會吸附很多的親戚,而且吸引力可以將最下面的氫氣壓成液態,形成液態氫,這樣的星體也就沒有了固態表面,因此也就不能再用巖質行星來形容它了,這樣的行星就成了氣態行星。


所以巖質行星和氣態行星的區別主要還在其物質質量上,但是目前兩者的質量界限還並不清楚,科學家們原先認為,質量達到地球三倍的行星,就足以成為氣態行星,然而現實中卻發現,有的行星的質量達到了地球的7倍甚至10倍,仍然還是巖質行星,所以巖質行星和氣態行星還沒有明確的質量界限,因為這還和它所在的空間環境等有關係。


科普大世界


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!

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:

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!

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!

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!

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!

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!


星辰大海路上的種花家


行星是人類的劃分,國際天文學界是這樣來定義行星的:

1.行星質量足夠大,使得行星的外觀是球形,達到流體的靜力平衡狀態;

2.行星必須繞恆星運轉;

3.行星的引力足夠強大,可以簡單的理解為在它的公轉軌道上或附近沒有其它與之相似大小的天體。

這樣的星球,我們將其稱之為行星。

行星在廣義上有氣態與固態之分,固態星球就像咱們太陽系內的水、金、地、火星球一樣,有著岩石質的表面,氣態星球則以木星為代表,木星、土星都是氣態巨行星,而海王星、天王星除了它們是氣態星球之外,還有另一個稱謂,那就是冰巨星,原因就是因為它們的表面溫度足夠低。

土星、海王星、天王星又可統稱為類木行星。

行星為何有氣態與固態之分呢?

談到這個原因,還需追溯行星的早期形成。我們知道固態星球大部分是由氧,硅,鐵等重元素組成,而氣態星球大部分是由氫與氦組成,但你可曾知道氣態星球並非全是氣態,它依然有一個岩石質的內核,熔融狀態的核心,木星也是靠固態星球起家的,在最初木星也是一顆固態星球,當積累的質量足夠大之時,引力聚攏過來大量的氫、氦然後形成了如今的模樣。

有人問,為何地球沒有聚攏過來氫、氦形成氣態星球呢?

這是因為地球的質量要比當初木星質量小很多,而且太陽風將氫、氦吹開的時候,距離太陽越近運動速度越快,因此地球不容易吸附住,反倒木星是在太陽系雪線之外,水以固態形式存在,使得木星在短期內積累了大量的質量,氫、氦運動到此處時速度已大大降低,木星就像是一個巨大的攔路虎,瘋狂的聚攏氫、氦,逐漸成為太陽系內質量最大、體積最大的行星。

所以說,行星沒有嚴格的全是氣態,究其發家之路,它的祖先也是一顆固態星球。

氣態行星上真的都是氣體嗎?

木星的表層以及高層大氣確實是氣態的氫、氦,繼續往下則是由於壓力倍增而形成的液態氫,木星存在一個岩石質的內核,它的質量可能在地球質量的15倍以上,在岩石質內核的外面包裹著一層厚厚的金屬氫,金屬氫的形成則是由於內部巨大的壓強,它的內部壓強是地球的數十萬倍,且越往核心處壓強越大。

因此,氣態行星其實並不全是氣體,就最近的木星研究報告來看,木星的大氣質量僅佔總質量的1%。相當於3個地球質量。

對此你有什麼看法呢?歡迎在下方留言探討。我是科幻船塢,感謝大家的閱讀,本文圖片來自於網絡,侵刪。


科學船塢


在太陽系中,為什麼離太陽近的形成巖質行星,而離太陽遠的為氣態行星呢?個人以為,原因有二個。

一是作為主序星恆星的太陽,在其形成之初,在它周圍凝聚了較多的星雲物質。同時太陽經由爆炸形成恆星。其剩餘星雲物質及爆炸噴灑的物質,為最近軌道小行星吸收。這部分物質中大量含有金屬和岩石成份。

二是太陽輻射壓力影響。太陽近軌的巖質行星,由於己有堅固的表面結構,所以不容易再聚集較輕和易揮發的物質。相反,在太陽較遠處形成的行星,其核心的引力足以束縛住象氫氨這種很輕的氣體。這也正是這些行星比近軌行星大的多的原因。請指正。


手機用戶54578927414


行星還是氣態的時候,說明他還沒有完全冷卻,冷卻後的行星表面就是岩石了!


常青久


其實在起初是極不均衡的!然後早期靠近太陽的氣體物質大多被太陽吸收走了,然後少量的在表面的也被太陽給摧毀了,所以看起來更多的固態為主,其實內部的氣體還是有很多的,就像我們使用的天然氣。而距離太陽遠些,太陽的影響力下降了,也就被行星聚集起來了!


愛做夢的狗頭軍師


其實氣態行星的體積和質量都要比巖質行星更大,氣態行星並非整個星球都是空氣,而是看上去它的表層是空氣罷了


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