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土星作为一颗气体巨星可能已经“失败”

时间：2025-04-06 03:57:37 来源：一五一十网

土星及其著名光环的失败插图。(图片来源:马克·加尔利克/盖蒂图片社)
（神秘的土星体巨地球uux.cn）据美国太空网（保罗·萨特）：土星确实很大——几乎比地球大100倍。尽管它的颗气大小令人印象深刻，但这颗环状行星远远落后于木星，失败木星的土星体巨质量几乎是它的三倍。
有鉴于此，颗气一位天体物理学家建议，失败我们不应该认为土星是土星体巨一个真正的气体巨星，而是颗气一颗试图实现伟大但不幸失败的行星。
专业天文学家和普通大众都倾向于将木星和土星归为气态巨行星的失败大致类别。毕竟，土星体巨这两颗行星都非常大，颗气都有大量的失败氢气和氦气，构成了它们大气层的土星体巨大部分，而且这两颗行星在我们的颗气太阳系中彼此相邻。
但是，美国宇航局的卡西尼号和朱诺号飞船的深入研究揭示了两个世界之间的重大差异——例如，深埋在它们体内的较重元素的数量。另外，木星的质量是土星的三倍，这是一件大事。
瑞士苏黎世大学理论天体物理学和宇宙学中心的天体物理学家Ravit Helled在一篇新论文中提出，我们的太阳系只有一个真正的气态巨行星:木星。天王星和海王星被更恰当地称为冰巨人，因为它们主要由氢和氦以外的元素组成。至于土星，赫勒德声称它本身并不是一个合适的气体巨星，但未能获得这一地位。
培育一颗巨大的行星是一件棘手的事情。早期的太阳系是一个复杂的、不断进化的地方。最初，有大量的物质围绕着中心仍在成长的太阳旋转。那种物质主要是氢和氦，还有少量较重的元素。但随着年轻的太阳开始升温，它将所有的氢和氦吹出了系统。
这意味着行星获得伟大成就的机会非常有限。积累更多质量的唯一方法，尤其是从氢和氦中，是积累更多的质量。物体质量越大，它的引力就越大，越多的物质想要加入行星的行列。但是一颗行星必须尽快做到这一点，在太阳吹走所有的轻元素，阻止其生长之前。
土星作为一颗气体巨星可能已经“失败”

这张木星南极的照片是利用美国宇航局朱诺号飞船的数据拍摄的。(图片鸣谢:uux.cn/美国国家航空航天局/JPL加州理工学院/SwRI/MSSS/加百利·菲塞特)
此前，研究人员假设木星和土星玩的是类似的游戏——两个行星都达到了某个关键阶段，需要在相对较短的时间内快速真空吸走大量物质——但不知何故，木星在这个过程中变得更幸运。
但据赫勒德说，土星从来没有运行的机会。一颗行星可以获得指数数量的氢和氦的临界阈值大约是地球质量的100倍。木星轻而易举地击败了这一点，这意味着它在被太阳吹走之前获得了外太阳系中最大份额的物质。
天王星和海王星同样太小，无法取得如此巨大的成功。土星正好位于过渡区。如果它再大一点，它可能会和木星争夺太阳系最大行星的头衔。
相反，土星卡住了。它变得足够大，可以通过纯粹的重力将大量的氢和氦拉下来，但不足以将这一过程加速并真正开始。赫勒德说，所以不管从哪方面来看，土星都是一颗失败的气体巨星。
这意味着，尽管木星和土星的表面水平相似，但它们沿着完全不同的轨迹进化——这解释了它们更深层次的差异。这两个世界如何演变的区别不仅可以帮助我们理解我们自己的太阳系是如何发展的，还可以帮助我们理解银河系中的恒星系统是如何形成的。

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