美國國家航空航天局的朱諾號宇宙飛船在近距離掠過這顆氣態巨行星時，捕捉到了木星大紅斑和動蕩的南半球的這一驚人景象 。 圖片：美國國家航空航天局
據《大眾科學》（RJ Mackenzie）：我們的太陽系包含三種類型的行星 。在水星、金星、地球和火星這四顆類地行星與海王星和天王星這兩顆遙遠的冰巨星之間 ， 坐落著兩顆氣態巨星：土星和木星 。
這些行星主要由氫氣和氦氣組成 。研究人員現在意識到，氣體行星比最初想象的要復雜得多 。新的發現對我們理解這些行星是如何形成的具有重要意義，并將有助于設計未來可能訪問它們的任務 。
氣態巨行星是如何形成的？
氣態巨行星起源于兩個過程之一 。蘇黎世大學理論天體物理學教授Ravit Helled解釋說，第一種方法稱為核心吸積 。這始于一顆新星的誕生 ， 當時分子云在引力作用下坍縮 。被稱為原行星盤的氣體漩渦開始圍繞這些新恒星旋轉 。在這些氣體盤中，將有更重的顆?！覊m、巖石或任何比氦重的元素 。這些粒子可以聚集在一起，然后從周圍的圓盤中吸入氣體，形成一個主要由氣體組成的巨型行星 。
第二種可能形成氣態巨行星的方法稱為盤不穩定性——這是一種較新的理論 ， 在行星理論家中仍存在一些爭議 。根據這一觀點，當巨大的原行星盤冷卻時，它們會變得不穩定，并可能產生成團的巖石和氣體，進而演化成氣態巨行星 。重要的是 ， 這種擬議的形成過程比核心吸積發生得快得多 。Helled說，土星和木星可能是通過核心吸積形成的，但這種盤的不穩定性可能“解釋了大軌道上的大質量行星或圍繞小質量恒星的巨行星”
降落在氣態巨行星上
無論它們是如何形成的，氣態巨行星的結構都與地球等類地行星的結構截然不同 。木星和土星沒有地球那樣的表面 。相反，它們的大氣層會變得越來越?。?直到沒有足夠的密度將周圍的空氣稱為地球的一部分 。Helled說：“沒有一個地方可以說，好吧，這就是地球停止的地方 ?！?。
一艘試圖在木星“表面”“著陸”的宇宙飛船必須克服一些重大障礙 。一旦你進入氣體云，大致標志著像木星這樣的巨星的開始，隨著你的頭朝向行星的核心，溫度和壓力會穩步上升，氣態氫和氦會變成液態 。雖然我們太陽系的氣態巨星遠離太陽，但氣態巨星的核心可能會非常熱——木星的核心估計在43000華氏度左右 。你還必須穿過木星高層大氣中厚厚的氨云 。
如果你用比地球上任何已知物質都更堅硬的東西制造你的船，它可以在這些條件下生存下來，它可能會到達一個氣體巨星的核心 。它在外星人的黑暗中會發現什么尚不清楚 。
Helled說：“幾十年來，人們一直認為存在一個明確的核心 。” 。最近的探測器任務 ， 如朱諾號和卡西尼號，分別繞木星和土星運行 。這些探測器發回的信息改變了這種看法 。
2017年9月15日，卡西尼號作為最后一次任務墜入土星大氣層 。航天器最后時刻的藝術家插圖 。圖片：美國國家航空航天局/加州理工大學噴氣推進實驗室
Helled說：“我們現在認為它們有我們所說的模糊或稀釋的核心 。” 。這意味著在液態氣體、液態氫和氦的上層與行星核心之間沒有明確的過渡點 。
事實上 ， 朱諾號和卡西尼號的數據徹底改變了我們對這些行星結構的理解 。Helled解釋說，它們可能具有復雜的熱量和成分梯度 。木星以大風暴而聞名 ， 比如大紅斑，它產生的風速高達425英里/小時（640公里/小時） 。其中一些轉變可能會產生戲劇性的現象 。木星和土星可能有氦氣與氫氣分離的區域 。在這里 ， 氦變成了一團水滴，傾瀉到行星的核心 。
這些見解可以揭示更多關于我們太陽系的巨人，以及我們太陽系外的類似行星 。
Helled說：“現在我們意識到，我們為模擬這些行星所做的一些簡單假設是錯誤的，我們需要修改模型 ?！?br/>
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