八大行星可分岩质行星和气态行星两类,然而两者质量界限至今不知
凡事皆有度,过度了就会发生大的改变,宇宙中的天体也是如此。
物质都是由基本粒子组成,然后产生原子和分子,它们集聚在一起就是气体和尘埃状,很多天体最初也都只是气体和尘埃,聚集到一定规模就是小行星了,小行星再聚集碰撞融合,就能成为矮行星,矮行星继续增大就会成为行星,行星继续增大,可以成为褐矮星,褐矮星继续增大就是恒星了,而若一直不断的给恒星增加质量,那最终它将成为黑洞。
这里单说行星,太阳系中的八大行星至少可以分为两类,即岩质行星和气态行星,水星、金星、地球和火星都是岩质行星,木星、土星、天王星和海王星都是气态行星,不过木星和土星属于气态行星中的巨行星,天王星和海王星属于其中的冰巨星。气态行星的质量较大,例如木星的质量是地球的318倍,气态行星中质量最小的天王星的质量也是地球的14.5倍。
那么为什么行星又分为岩质行星和气态行星两类呢?主要原因还是由于不同质量的行星引力场的强弱不同,质量较小的行星通常只能吸引岩石和碎块等固态物质,再就是二氧化碳、甲烷等比较重一些的气态分子,我们的地球属于质量较大的岩质行星,所以它可以吸引氮气、氧气等不少种类的气体,由于地球有磁场保护,所以我们的地球有大气层,但是水星就没有大气层,火星的大气层也异常地稀薄,就是因为它们质量较小又没有磁场的原因。
质量较大的行星可以成为气态行星,是因为这样的行星的引力场就可以吸附氢和氦元素,而这两种气体在宇宙中又非常多,特别是氢元素,占到了宇宙中物质元素含量的90%以上,氦元素则占到了8%左右,而当一个星球可以大量的吸引氢和氦元素的时候,也就意味着它的物质来源渠道增加,丰富的氢和氦元素通常可以很快增加它的质量,当这两种气体在星球的表面越积越多后,底层的压力可以把氢元素压成液态,这样的话星体的表面就会形成液态氢的海洋,那么也就意味着这个星球成为一颗气态行星了。
那么质量多大的行星才能开始从岩质行星变成气态行星呢?曾有科学家计算发现7倍于地球质量的行星就会变成气态行星了,这个数值一度成为岩质行星的质量上限,然而天文学家们通过对宇宙中的实际观测发现,有质量达到地球3倍多的行星是一颗气态行星,因此这个质量上限也就不攻自破了,所以两者的质量界限其实很模糊,至今不知确切数据。
也有人认为如果像金星这样的行星质量再大一些的话,其浓厚的大气层底部也会将一些气体压成液态,这样的话它也将不再有固态表面,也只能说它是气态行星了。
美国哈佛·史密森天体物理中心的科学家在2014年初时宣称发现编号为KOI-314C的行星与地球的大小很接近,但它已经是一颗气态行星,再次刷新了科学家们对气态行星质量下限的认知,也使得岩质行星和气态行星的界限更加不明确,所以,关于岩质行星的质量上限目前仍然是没有定论的,而且由于磁场和空间环境等原因,岩质行星和气态行星之间很可能没有明显的界限。