木星是气态星球为什么能撞出坑（木星是个气态星球）

2016年7月5日，继“伽利略”号之后，第二颗绕木星工作的探测器“朱诺”号已经进入木星轨道。木星作为一个气态星球，那是不是可以直接从木星表面穿过去？

事实并非如此，木星不是气球，其内部可能是一个石质内核。

探测器“朱诺”号

什么是气态星球？木星是否存在坚硬的内核？木星究竟是如何形成的？其他气态星球的情况如何呢？今天我们就来了解一下木星的构成，并探索气态星球可能的形成过程。

木星是一颗气态行星

木星作为太阳系的八大行星之一，由于它的视星等很高，其平均亮度仅排在月球和金星之后，因此人们在很早之前就已经发现了这颗星球的存在。

木星

后来科学家对木星展开研究和观测，发现它的体积是地球的1321倍，然而质量却只是地球的318倍。经研究发现，木星是一颗由氢、氦、氖等轻元素组成的气态星球，因此密度才会如此低。

轻飘飘的像气球

后来科学家们把这种，不是由岩石或其他固体为主要成分构成的行星称为气态行星。在太阳系中还存在其他大气态行星：土星、海王星、天王星，而在太阳系外，也发现了很多类似的气态行星。不过并不是所有的气态行星都有氢、氦等组成，像天王星和海王星的主要成分就是水、氨和甲烷，其看起来更像一个冰球。

天王星和海王星

不过气态行星并不是说，整个星球都是气态，就像个气球。根据行星的构成原理来说，这些星球的内部还是会因为高压，形成液态或固态的结构，并且越接近内核，其密度会越高。像海王星和天王星的内核就会因高温和高压，使那些冰被压缩为奇特晶体。

并且我们也不能简单地将气态行星理解为没有坚实表面的行星，只不过因其构成特殊，科学家尚且难以明确定义其表面。

木星有一个坚硬的内核？

基于此，我们就会了解到木星并不是一个完全气态的星球，这也是我们无法穿过木星的一个原因。

木星：我也有内核

其实关于木星的内核究竟是一个什么结构，科学家们也有一些主流的观点，但尚且没有得到证实。

科学家们一直以来都认为木星有一个十分坚硬的内核，应该由较重的元素构成。并且这个内核会因为与外层气体的密度相差较大，而形成比较鲜明的界线。

木星内核模拟图

在1997年，木星内核的存在经过引力测量得到证明，其质量是地球的12-45倍。并且科学家们也认为，只有在内部形成了较重的内核后，才有可能慢慢积累其外层的氢和氦。

但是在“朱诺”号对木星进行探测的过程中，得到了一些相关数据，与科学家们的想法有些背道而驰。数据显示，木星的内核与外层没有很明确的界限，它们之间的物质呈现交织和渗透的状态。

交织和渗透的内核

整个木星的内核看起来十分模糊，这让科学家们对木星的形成产生了新的认识。其内核究竟是如何形成的？一些科学家对木星的形成过程进行大胆猜测。

在很久之前，可能有一个与天王星大小相似的星体，和一个由密度较大的物质组成的原行星发生了碰撞。从而使得原行星的内核和组成物质发生了巨大的变化，内核不再具有之前的稳定结构。因此原行星才会变成木星现在的结构，而要恢复其内核，需要数十亿年的时间。

模拟行星碰撞画面

然而现在的太阳系才形成45亿年，因此木星的内核可能还处于恢复期，这就导致内核与外层的界线模糊的现象。不过这也是科学家的一种猜想，关于木星的形成过程还需要进一步探索。不过我们知道的是，木星确实存在一个内核，并非完全气态。

在木星内部，越往里走，温度越高，气压越高。大量的氢在内部被高压和高温压缩变相，形成金属氢，温度可以高达9700℃，压力可以达到200GPa。

木星内部的金属氢

在这种情况下我们必然无法穿过。实际上，就算我们知道其内核的高温高压，我们也没有机会达到这里。

我们无法穿过木星

因为木星还有和地球一样的大气层，且其大气层的浓度很高。其大气层可以分为对流层、平流层、增温层和散逸层，缺少了地球的中气层。整个大气层很难界定对流层的对低点，也很难界定散逸层的最高点。

木星大气层

科学家将气压为10巴的地方定位对流层的最低点，但这里显然不是木星的“表面”，而位于其“表面”，也就是气压为1巴之下的90公里处，在这里的温度会达到340K。

而对流层的温度随着高度的增加而降低，当到达对流层顶部，也就是和平流层交界的地方时，温度会降到最低，大约为110K。从平流层往增温层过渡的时候，温度又会开始升高，达到200K，此时的高度大约为320公里。再往上走，达到1000公里处的增温层时，温度会达到1000K。

木星增温层

木星的大气层明显比地球的大气层复杂很多，其组成物质要比我们想象的更恶劣。在它的大气层内，会出现很多活动现象，比如漩涡、风暴和闪电。

这里的风暴现象时有发生，尤其是每过15-17年，就会出现一次特大的风暴。而且木星上的风暴经常和闪电一起出现，雷击的威力可比在地球上的凶猛得多。

木星风暴图

风暴强烈时，其移动速度可以达到170米/秒。即便是一个有很大质量的陨石，在木星的大气层中，也会被卷得到处飞，还没完全穿过大气层，就会被高压挤碎。

曾经美国“伽利略”号像木星发射的一个大气探测器，才到达“表面”以下132公里的地方，就已经被大气压压碎了，所以人想要穿过木星就是根本不可能的事。

美国“伽利略”号

其他气体行星也没有穿越可能

即便是将木星命名为气态行星，但其也不是我们想象中的气球星球。而太阳系中的其他几大气态行星，在前面我们也略有了解。

土星与木星的结构很相像，因此也不可能有机会穿过它，而且土星的内核质量还要比木星的内核质量大很多。其质量可以达到地球质量的38倍，是由岩石、冰块和液态金属共同构成的混合物。

土星

而天王星和海王星作为冰巨行星，其构成的形态更多的还是冰。所以更不可能存在将它们作为气球一样的星球穿过去了。

对木星的探索

如今我们对木星的探索还在继续，我们对木星的形成尚且还没有定论。科学家们此前陆续从“先驱者”号和“旅行者”号的探测中，观测到木星的南极地带和其卫星上的火山爆发现象。

随后1991年，“伽利略”号开始长达12年的绕木星运动，在这个过程中，“伽利略”号发现了47个木星的卫星，并且还发现在木卫二、木卫三和木卫四的表面之下存在咸水海洋。

木星咸水海洋

如今“朱诺”号探测器仍然在绕木星工作，而它的主要任务就是要为科学家们寻找这颗星球形成的线索，如今它已经为科学家拍摄了很多木星上的奇特景象，并且也进一步向科学家们展示了其磁场的奇特性。

截至2019年，已经发现了79颗绕木星运动的卫星，其中木卫三是最大的一颗，比水星还要大。在众多卫星中，科学家尤其对木卫二感兴趣。

木卫二

因为科学家们认为，在木卫二上有生命存在的可能。根据以往的探测，在木卫二上曾发现白色的水蒸气喷泉。根据数据，科学家们认为在木卫二的海底下可能有和地球海洋深处相似的“热液喷口”。

而这些热液就有孕育生命的可能，NASA的科学家直言，经过最新模拟，在木卫二表面之下存在液态海洋。他们还计划在2024年，对木卫二冰层下方的世界进行探索，试图寻找到这些生命的可能。

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