燥熱的“甲殼”星球

太陽系中存在的行星形態千奇百怪, 總的來說分為氣態巨行星和固態行星 。 氣態巨行星顧名思義是不以巖石或其他固體為主要成分構成的行星, 包括:木星、土星、天王星和海王星;而另一類以地球為代表的地表由巖石構成, 也稱作類地行星 。 這類行星中既有水星、金星、地球和火星這樣的“太陽系八大行星”, 又有月球、木衛一、土衛二、海衛一這樣的行星衛星, 還有冥王星、谷神星、鳥神星這樣的太陽系矮行星 。 氣態巨行星與固態行星在太陽系中的位置交相輝映, 它們與太陽及其他太陽系小天體共同構成了我們這個神奇的阿波羅家園 。

燥熱的“甲殼”星球



太陽系家園中為數眾多的固態行星家族都有著堅硬的巖石圈層外殼包裹著“星核” 。 這些堅硬的巖石“甲殼“成為族群鮮明的特征, 還將人類親臨地月系統以外世界的夢想變得不再遙不可及 。 如果太陽系中注入密度為3g/cm3的液體, 那么氣態巨行星將都漂浮在液體表面, 而固態”甲殼星球“們將無一幸免沉入池底 。
燥熱的“甲殼”星球



▲八大行星物理參數
這些固態行星或單獨圍繞太陽公轉,或與其他行星組成衛星系統圍繞較大行星運轉 。 行星與其衛星、各衛星間形成天體引力系統, 互相之間作用力甚至可以影響天體的形態演化 。 二十世紀70年代美國對木星和土星及其衛星開展探測的Voyager計劃、90年代美國對木星及其衛星開展的Galileo探測計劃、1997年美歐聯合指對土星系開展的Cassini-Huygens探測計劃, 2006年發射的意在對冥王星及古柏帶天體進行探測New Horizons號探測器都為人類進一步甚至重新認識太陽系中離地球較遠的行星系提供了寶貴的科學觀測數據及資料, 從而使我們可以不再單一的依靠地基觀測手段, 更加直觀的認識和了解這些行星系統的演化過程 。
引力系統作用下的”甲殼星球“
地球、木衛一(Io)、土衛二(Enceladus)和海衛一(Triton)是太陽系中可以觀測到表面有活躍火山活動的四顆固態行星 。 土衛二是土星第六大衛星, 也是三個外層太陽系星體中觀察到有火山噴發的星體之一 。 更重要的是, 它的噴發物包含大量的水, 許多專家相信這個衛星冰冷的表面下存在著一個液態海洋 。 而有水的地方, 就可能存在生命 。 由于土衛二受土星系統潮汐力作用,其冰態外殼底部可能會被之一潮汐力拖曳產生大量熱,所以這一區域很可能是與巖石固體幔層直接接觸的液態海洋 。 與巖石圈層的直接接觸可能引發很多類似于地球早期海底發生的化學反應, 也預示著生命的存在可能性 。 與土衛二相鄰的土衛三(Ganymede)是土星最大衛星, 它的表面主要由硅酸鹽和水冰組成, 但是表面以下200千米被認為存在一個由鹽水構成的海洋 。 土衛三受潮汐熱作用, 表面以下的某一地層保持足夠的熱量, 從而促使液態水的形成 。 海衛一表面旅行者2號觀測到了多個冰火山或正在噴發著液氮、灰塵或甲烷混合物的噴泉, 這些噴泉可以達到8千米的高度 。 不像木衛一表面的火山, 海衛一表面的火山活動可能不是潮汐作用造成的, 而是季節性的太陽照射所造成的 。 地球內部熱能主要來自放射性同位素衰變時所釋放的能量 。 這些熱能驅動地函對流, 反過來導致板塊構造和火山作用 。 木衛一內部熱源主要來自木星的引力拖曳和散逸而造成的潮汐力作用, 屬于外部熱化機制 。 外力使得衛星球體被拉伸積壓, 這一過程中產生的熱量部分被儲存在球體內部, 部分熱能通過火成作用向外釋放 。

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