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刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10

日期:2021-01-22 13:42:24 来源:互联网 编辑:小狐 阅读人数:68

行星大致可以分为两种,即像地球这样的岩质行星和像木星那样的气态行星,在太阳系八大行星中这两种行星各占了4个,水星、金星、地球和火星是岩质行星,木星、土星、天王星和海王星属于气态行星,其中木星和土星又属于气态巨行星,天王星和海王星属于气态冰巨星。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图1)

在太阳系中,木星是体积最大的行星,为地球体积的1316倍,同时它也是质量最大的行星,是地球质量的318倍,所以木星个头虽然大,密度却不大,还不到地球的1/4,计算便可以发现地球的密度(5.508吨/立方米)是木星的4.14倍,每立方米的质量大约为1.326吨。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图2)

不过太阳系中密度最小的行星并非木星,而是土星,只有地球密度的1/8左右,平均每立方米的密度为0.687吨,还不如水的密度大,因此常有人说如果把土星放在一个足够大的海洋中,土星会浮在上面,当然,这种说法在现实中是不成立的。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图3)

但是科学家们在太阳系外观测到了一颗密度比土星还小得多的行星。这颗行星编号为WASP-107b,最早发现于2017年,位于室女座方向,距离我们大约212光年,最近科学家们通过观测记录分析了它的相关数据,其质量大约相当于地球的30倍,但它的个头就像木星一样大,这样算下来,它的密度还不到木星的1/10,地球的密度是它的43.86倍,堪称宇宙中已知密度最小的行星。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图4)

科学家形容这颗行星的物质蓬松得如同一个棉花糖,因此将其称之为“棉花糖行星”或“泡芙行星”其平均密度约0.126吨/立方米,只比泡沫塑料略重(0.04~0.1吨/立方米)刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图5)

这是一颗正在形成中的气态行星,科学家认为WASP-107b的内部结构和木星与海王星等并不相似,它的固态内核的质量肯定不超过地球质量的4倍,之外的相当于26倍地球质量的物质都还以气态存在于这个行星的大气层中,或者说这颗行星的大气层占到了行星总质量的85%以上。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图6)

相比之下,木星的大气层只相当于地球质量的3倍,而大气层之下的木星的物质质量相当于地球的313倍,所以木星的大气层占比是很小的,海王星的大气层占比也只在5~15%之间,所以这颗“棉花糖行星”真的是十分奇葩。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图7)

那么这颗行星是怎样形成的呢?分析认为它可能产生于离恒星的外围,后来由于与其他行星碰撞或者受到更大行星的引力吸引,才移动到了恒星的附近,而且天文学家还在它的周围发现了行星WASP-107c,质量是它的三倍多,轨道偏心率较大,为椭圆形,所以认为WASP-107b这颗行星很可能受到它的影响,星体活动比较剧烈,所以密度较小。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图8)

WASP-107b行星还处于形成阶段的初期,预估将来它的体积会变小,密度会变大,成为类似于海王星那样的气态冰巨星。

刷新了科学家们对气态巨行星密度的认知,所以木星个头虽然大,它的密度还不到木星的1/10(图9)

参考资料:

本文相关词条概念解析:

行星

行星通常指自身不发光,环绕着恒星的天体,其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。“行星”(Planet)一词,在古希腊语中意为“徘徊者”。一般来说行星需具有一定质量,行星的质量要足够的大且近似于圆球状,自身不能像恒星那样发生核聚变反应。

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