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类木行星

简述类木行星的共性

太阳系的行星分为类地行星和类木行星这两大类。类木行星包括木星、土星、天王星和海王星。它们的共同特点是其主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成,石质和铁质只占极小的比例,它们的质量和半径均远大于地球,表面覆盖着厚厚的液态氢,中间有一个处于巨大压力作用下的金属态氢核。由于它们多由氢构成因此密度相当小,例如土星的密度只有0.7克/立方厘米,比水的密度还小很多。如果有一个巨大的海洋那么土星就能够漂浮在海面上。

类木行星还有一个共性,就是它们的自转速度非常快。木星的自转周期是7小时左右,土星只要10小时16分19秒就一天了。天王星和海王星较慢一些,这类星体的自转不同于类地行星,不是刚体式的,不同纬度的自转角速度并不相同,而是赤道附近自转较快,两极附近较慢一些,另一方面,内部的自转也叫表面部分慢一些,这种自转方式称为较差自转,维持这种自传的原因是因为星体内部有能量的不断供给,因为如果不是这样,各部分的不同自转速度会由于流体间的摩擦阻力而逐渐趋于相同,以致最后完全消失,太阳也具有这种自转方式。空间探测表明,这两类类木行星均有的磁场存在,其中以类木行星Ⅰ的磁场最强,像木星磁场强度有10高斯,为地球的10倍,土星次之,这两颗星的磁场的磁轴和自转轴偏角不大,接近于平行状态。而类木行星Ⅱ的磁场较弱,天王星和海王星的磁场是偏心的,其磁轴不经过星体几何中心,且和自转轴的偏角较大,这可能是由于它们内部的特殊物质结构引起的。

由于大气剧烈的对流升降运动,类木行星的表面有时会形成一个长期存在的气旋,类似地球上的台风,像木星和土星上的大红斑,称为特征气旋,它们的共同特点是大致分布在南半球的南纬30°附近,在海王星的类似位置上,也曾发现一个具有这种气旋运动结构的大黑斑,但现在已经消失。这种气旋的产生的原因是由于行星自转的地转效应造成的,它的角动量实际是行星自转角动量通过这种大气运动的地砖效应转化而来的,因此,可以看到气旋区域的物质在星体的自转运动中变慢,从而导致其从整体上看向西(和自转运动方向相反)移动的现象。

类木行星的另外一个有趣的特征就是它们都有光环,早在伽利略发明望远镜的时候,他就看到土星的周围有两只“耳朵”,后,它宽达2万千米,只有30千米厚。今天用任何一

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