突然好奇，目前我知道的体型最大的行星都木星和土星是气态行星吗，宇宙存不存固态行星像木星土星那么大的行星啊？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-10-14 11:30 标签： 木星和土星是气态行星吗
气体分子的动能为E=\frac{3}{2}kT=\frac{1}{2}mv^2得到气体的热速度v=\sqrt{\frac{3kT}{\mu m_H}}=157.94\sqrt{\frac{T}{\mu}}\text{m/s},\mu为气体分子的分子量，mH为氢原子的质量行星表面的逃逸速度为v_{esc}=\sqrt{\frac{2GM_p}{R_p}}一般地若v/v_{esc}=1/3,该气体会在行星表面一星期内逃逸掉若v/v_{esc}=1/4,该气体可在行星表面保留1000年若v/v_{esc}=1/5,则可以保留10^8年若v/v_{esc}=1/6，则可认为行星能永远保留该气体木星土星是典型的气态行星，它们的组成主要是氢和氦(氢和氦不一定是气体，可能是处于不同相态的，与具体的状态方程有关)，这里考虑木星大气层的氢气和氦气。木星的逃逸速度为59.5km/s,土星的逃逸速度为35.5km/s取木星和土星的平均表面(1bar 压强处)进行计算，算得氢气(H2)和氦气的热速度为v_{H2,Jupiter}=1.434\text{km/s},v_{He,Jupiter}=1.014\text{km/s}\\
v_{H2,Saturn}=1.292\text{km/s},v_{He,Saturn}=0.914\text{km/s}明显地，氢气氦气的热速度比木星土星的逃逸速度的1/6还小，所以可以认为木星和土星能永久保留它们的大气。更进一步可以得到，在行星表面永久保留的气体所要求的最低分子量：\mu\geq (157.94\frac{\sqrt{T}}{v_{esc}/6})^2=8.980*10^5\frac{T}{v_{esc}^2}行星的表面温度(只接受太阳辐射的部分，不考虑行星内部热源)T=[\frac{L_{sun}(1-A)}{16\pi\sigma r^2}]^{1/4}=1.078*10^8[(1-A)/r^2]^{1/4}\text{K}最终得到\mu\geq 7.254*10^{23}\frac{R_p}{M_p}(\frac{1-A}{r^2})^{1/4}对于地球(现在的平均温度为288K)，\mu\geq 2.07，则表示只有分子量大于2.07的气体，地球才可能永久地保留住。实则上，这里只考虑行星接受恒星辐射是不太合理的，例如木星与土星由于不断收缩，引力势能释放出的热量比它们从太阳那里得到的还要多，地球在形成的时候，温度比现在高得多，就算经过了几十亿年的冷却，当初星子碰撞积吸的热量现在还有一部分存在于地球内部。同时这里没有考虑到行星的旋转，若行星的自转速度过快，行星体会因离心力而散架，木星现在的自转大约10小时，经过计算，若木星自转快到4小时，木星也会因为自身的离心力而解体。根据回复，再统一回答一下：因为气体的运动服从的是麦克斯韦速度分布，有些气体粒子的速度快，有些气体粒子的速度慢，而均方根速度v_{rms}=(\int_{0}^{\infty} v^2 f(v)dv)^{1/2}=\sqrt\frac{3 k T}{\mu m_H}，f(v)则为Maxwell–Boltzmann分布函数，具体函数见Maxwell重点不在于热速度(均方根速度)是否大于逃逸速度，而在于热速度(均方根速度)与逃逸速度的比值，因为热速度只是一个均方根值，总有大于此速度的气体粒子，而这些粒子带有更高的能量，更容易逃离行星的引力，是行星大气逃逸的主力军。遗憾的是，没有找到说明比值与逃逸时标的论文，以后找到会附上。另外，离心力是惯性力，在中学就强调离心力不是存在的，原因有两个：1.确实不存在，2.中学没有强调惯性系与非惯系。牛顿力学只能是惯性系中成立，而实际很多情况遇到的都是非惯性系(有加速与旋转)，实际上宇宙中也不存在真正的惯性系，为让牛顿力学在非惯性系中成立，就引入惯性力，从而使非惯性系在数学上转为惯性系。实则上这个问题只有大二的天体物理课的水平，没啥技术含量。当初答这个问题，只因为见到某些答案纯粹抖机灵，还用一些嘻嘻哈哈的方式来回答问题，所以觉得应该给出一个正经的回答。参考资料 《Solar system Astrophysics》Eugene F. Milone & William J. F. Wilson
姿势分子knowledge
2022-11-19 18:32
发布于：辽宁省
在太阳系，木星是最大的行星，其直径是地球的11.3倍，体积是地球的1316倍。但是，在整个宇宙中，木星的体型就显得没那么大了。今天，咱们就来盘点一下目前已知的宇宙最巨大的10颗行星。
10. HIP 65 A b：是一颗热木星，也就是非常靠近宿主恒星的气体巨星，这种行星在太阳系中没有，但在系外行星中很常见。HIP 65 A b的半径是木星的2.03倍，质量是木星的3.21倍。
9. PDS 70 c：半径是木星的2.04倍，质量是木星的2倍。其宿主恒星PDS 70于大约540万年前形成，在恒星中，这个年龄堪称婴儿。因此，PDS 70 c的周围还有巨大的原行星盘，关于它的数据仍停留在推测阶段。
8. XO-6 b：也是一颗蓬松的热木星，其半径是木星的2.07倍，质量是木星的4.4倍，算下来密度仅有木星的一半左右。
7. HAT-P-67 b：同样是一颗热木星，并且比前者更夸张，半径是木星的2.085倍，质量却仅有木星的34%。
6. 蝘蜓座CT b：半径是木星的2.2倍，质量是木星的19倍左右。距离宿主恒星达440个天文单位，也就是660亿公里。二者之间只有疑似的共同运动，因此尚不确认它是不是蝘蜓座CT的行星。
5. OTS 44：位于距离我们约550光年的蝘蜓座，发现于1998年。和其他几颗行星不同，它是一颗流浪行星，也就是没有宿主恒星。目前只知道它的质量是木星的11.5倍，半径未知，估计是太阳的23~57%。
4. ROXs 42B b：发现于2013年，其宿主恒星ROXs 42B是一个双星系统中的伴星。根据目前的观测，其半径约为木星的2.43~2.55倍，质量约为木星的9倍，不过具体数值仍然有待进一步研究。
3. DH Tauri b：距离地球约467光年，半径是木星的2.6~2.7倍之间，质量在木星的8~22倍之间。它周围还有原行星盘，这意味着它仍然在吸积物质，不断成长。
2. TYC 8998-760-1 b：位于苍蝇座，距离地球约307光年。它的宿主恒星非常年轻，只有大约1700万岁，在恒星中算是婴儿阶段，所以这颗行星也非常年幼。TYC 8998-760-1 b的直径是木星的3倍左右，质量约为木星的14倍。
1. HD 100546 b：发现于2015年，位于距离地球大约335光年的苍蝇座方向。它的直径达到了惊人的986500公里，是木星的7倍左右。不过它的周围还有物质盘，所以这个直径未必是星球本身的数据。其质量也达到了木星的20~60倍，这个数据过于庞大，因此有人推测它或许已经超过行星的极限，成为了一颗褐矮星。平台声明：本文由入驻搜狐公众平台的作者撰写，除搜狐官方账号外，观点仅代表作者本人，不代表搜狐立场。
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天王、海王星都是.与太阳的距离确实是关键,不过认为是被太阳引力吸引掉了说不通,没道理只偏向于吸引气体而不吸引岩石碎块,引力和质量成正比,不论气体还是岩石在引力场中都能得到一样的加速.也就是说如果“吸引清除”的角度说得通,太阳近邻应该没有任何东西留下,更不会形成行星.所以要找另一个方向 —— 太阳风.不同之处在于,太阳风是推斥作用,就像彗星的彗尾被太阳风推斥而背向太阳一样,太阳系初期在太阳附近的气体也是被太阳风排斥.而在这里,太阳风对气体和岩石的排斥作用就不一样了,对气体的排斥效果远比排斥岩石有效,所以太阳风只能推斥彗星的彗尾而不能把彗核整个推离太阳系.因此内太阳系4个行星附近的气体被排斥到外太阳系,在那边形成气体行星,内太阳系则形成岩质行星.我认为木星里面是没有岩石的，木星主要就是由气体构成的，它从表面到核芯都是翻滚的大气层，而且木星里面每时每刻都是在狂风巨浪当中翻过，木星里面的温度能够达到3万多度，有2000多个大气压。

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