11: 巨型行星
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“通过研究行星，我们可以从地球上学到什么？ 谦虚。” — 安德鲁·英格索尔讨论了 1986 年 Voyager 任务的结果。
除了火星和小行星带，我们遇到了太阳系的一个新区域：巨人的境界。 这里的温度较低，允许水和其他挥发物凝结成冰。 行星要大得多，它们之间的距离要长得多，每个巨大的世界都伴随着广泛的卫星和环系统。
从许多角度来看，外太阳系是起作用的地方，而巨型行星是太阳家族中最重要的成员。 与这些外部巨人相比，靠近太阳运行的小岩石和金属煤渣似乎微不足道。 这四个巨型世界——木星、土星、天王星、海王星——是本章的主题。 它们的环、卫星和矮行星冥王星将在后面的章节中讨论。
- 11.1：探索外行星
- 外太阳系包含四颗巨型行星：木星、土星、天王星和海王星。 天然气巨头木星和土星的总体组成与太阳相似，先锋号、旅行者号、伽利略号和卡西尼号航天器均已对其进行了探索。 旅行者2号探索了木星（1979年）、土星（1981年）、天王星（1986年）和海王星（1989年）——这是巨型行星的盛大之旅，而这些飞越是迄今为止冰巨人天王星和海王星的唯一探索。
- 11.2: 巨型行星
- 木星的体积是地球的318倍。 土星的质量约为木星的25％，而天王星和海王星的质量仅为木星的5％。 这四个都有深层的大气层和不透明的云层，并且都快速旋转，周期从10到17个小时不等。 木星和土星有大量的液氢。 相对于木星和土星（以及太阳），天王星和海王星的氢气和氦气已经耗尽。 每颗巨型行星都有一个由大约 10 个地球质量组成的 “冰” 和 “岩石” 核心。
- 11.3: 巨型行星的大气层
- 四颗巨型行星的大气层大致相似，主要由氢气和氦气组成。 它们的大气中含有少量的甲烷和氨气，两者也会凝结形成云层。 更深（看不见）的云层包括水，可能还有硫氢化铵（木星和土星）和硫化氢（海王星）。 在高层大气中，碳氢化合物和其他微量化合物是由光化学产生的。 我们不知道木星云彩的起源。
缩略图：我们太阳系中的四颗巨型行星都有氢气大气层，但温气巨人木星和土星有棕褐色、米色、红色和白色的云层，它们被认为是由氨冰颗粒和各种被称为 “发色团” 的着色剂组成的。 蓝色的冰巨天王星和海王星要冷得多，被甲烷冰云覆盖。 （来源：美国宇航局月球与行星研究所对作品的修改）