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2013 年 6 月 17 日

 

太陽系的前世今生 (168):類木行星的大氣與表層熱效應

提供者 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 我們將行星中有類似於木星, 其外觀僅見到高速流動氣體而看不到有堅硬地殼的, 統稱它們為「類木行星 」,或稱為「巨大氣體狀行星 (Giant Planets)」 包括有 木星(Jupiter)、 土星(Saturn)、 天王星 (Uranus) 和 海王星 (Neptune)。 上圖最上列圖示類木行星濃密的大氣所觀測到的表層風速。 依據目前的觀測資料,太陽 和各個類木行星擁有的表面大氣主要成分與大氣壓力請參考下表的數據: 欄框內的數值是表示所佔成分百分比例。
 

星體 /

主要成分

太陽 木星 土星 天王星 海王星
H2 84 89.8 ± 2 96.3 ± 2.4 82.5 ± 3.3 80.0 ± 3.2
He 16 10.2 ± 2 3.25 ± 2.4 15.2 ± 3.3 19.0 ± 3.2
H2O 0.15 0.1      
CH4 0.07 0.21 0.2 2.3 1.5 ± 0.5
NH3 0.02 0.07 0.03    
H2S 0.003 0.008      

 
星體 木星 土星 天王星 海王星
表面大氣壓   (巴,bar) >>1000 >>1000 >>1000

 

>>1000
表面氣體密度  

(公斤/公尺立方 )

0.16

(1 巴時)

0.19

(1 巴時)

0.42

(1 巴時)

0.45

(1 巴時)

風速  (公尺/每秒) <150(<30度)

<40(>30度)

<400(<30度)

<150(>30度)

0 - 200 0 - 300
大氣厚度  (公里) 27 59.5 27.7 19.1 - 20.3 
平均分子重量   (g/mole) 2.22 2.07 2.64 2.53 - 2.69
 

        上圖第二列圖示說明陽光照射的熱能 (由上往下的藍色實線,線的粗細表示能量的多寡) 和來自各個行星內部的熱能 (由下往上的紅色實線) 在行星表層的熱效應, 藍色虛線表示陽光熱能被行星表層反射回太空, 黃色實線才是從陽光熱能中穿入行星表層的熱能。 總體而言,棕色實線呈現的是在太空中觀測到行星表層的熱能來源。 但是,1986 年 航海家 2 號 (Voyager 2) 太空船距天王星約 4,905 公里處路過前後的近距離觀測中 並未偵測到來自天王星核心的熱能, 科學家們猜測可能是天王星核心的熱能被行星表層下的流體吸收了。

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    主編 : 陳輝樺                 
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