【菜科解读】

太阳系的每一个行星都各有特点，人们为这些行星取名字时也很有意思。

美丽的太阳系

比如火星上面没有火，水星上面没有水，海王星上面也没有海

，在没有探测器的时候，人们大概只能用星球的颜色为其命名。

今天我们的主角就是这个距离地球有45亿公里的海王星，接下来我们去看看它的真实影像，在上面真的有不计其数的钻石，和持续百年的风暴吗？ 钻石是何物？

要知道海王星上是否存在钻石，又是以何种方式存在，我们首先要知道钻石是什么。

谁能拒绝璀璨的钻石？

在地球上，钻石是极为珍贵的奢侈品，但这种晶莹剔透的钻石，实际上是人们经过精心打磨形成的，它的原石是金刚石

。

钻石是由碳元素组成的单质晶体，一般情况下，碳元素

在高温和高压下，会结晶形成石墨，也就是我们常见的煤和铅笔芯。

但如果在高温、高压以及还原环境，也就是缺氧的环境下

，就会结晶成金刚石。

由于金刚石的形成过程十分不易，并因其是目前最坚硬，成分最简单的石头。

未经打磨的金刚石

因此经由它打磨成的钻石才如此珍贵，价格十分昂贵。

地球上的金刚石形成时间都很久远，早在地球诞生之初，它就已经存在了，所以也是存在于地球上最古老的石头。

海王星上的钻石

1846年，这颗真正蓝色的星球被人们观测到，但是我们对这颗星球的了解并不深入。

截止目前为止，只有美国的旅行者2号探测器在1989年从其上方略过。

抵达海王星的旅行者2号

因为这颗星球距离我们实在太遥远，足有45亿公里，是太阳系中最外层的一颗行星。

海王星是一个实实在在的气态行星，因此在上面自然不会拥有像地球上一样的液态海洋。

但是这并不阻碍，海王星上可能存在一个钻石海洋

。

科学家模拟海王星的钻石形成

但是在海王星，这样的钻石一抓一大把，就像不要钱一样往出甩。

为了证明海王星上存在的钻石雨，科学家们使用了直线加速器相关光源进行实验。

钻石雨

由于钻石具有发光性，当它经过太阳照射后，会在夜间发淡青色的磷光，而如果经过X射线照射，就会发出天蓝色的荧光

。

在海王星上，存在着大量的氢、氦和甲烷

，这些元素相互反应，也使得海王星看上去就是一个幽蓝的星球，就像大海的颜色一般。

科学家使用的这一工具，正是采用了X射线激光器，然后在实验中对海王星的内部条件进行复制，从而了解钻石雨的情况。

不同光束下的钻石颜色不同

结果科学家发现，海王星的内部，可能存在一个云层，然后在这里形成一个热甲烷海

。

当海王星上的风暴穿过甲烷分子云的时候，雷击就会使得碳原子核其他化学键分离，由此将碳直接转化为结晶钻石。

这些钻石在重力的作用下，就会在海王星上形成美丽的钻石雨。

而剩下的原子就会分裂成氢，也就是说，碳在分离的时候根本不会呈现流体过渡形式。

去海王星捞点钻石就可以不用上班了吧

所以海王星上的钻石或许比地球上的更加纯粹

，不过科学家认为，这也并不意味着海王星有一个纯钻石核心，但是其中一定有一个被钻石包围的岩石核心。

并且根据预测，如果靠近核心的温度足够高，那么这里可能存在一个液态碳海洋，而其中就会有一个巨大的钻石冰山

在其中畅游。

除了海王星外，与它相邻的天王星内部同样下着钻石雨。

左为天王星，右为海王星

钻石或许可以解释海王星释放的能量由于海王星位于太阳系的边缘，因此它接受到的太阳热量很少，导致其大气层顶端的温度只有零下218℃

。

但是科学家却发现，海王星释放出的能量确实其接收到的2.6倍

。

在肯定钻石的存在和形成后，科学家认为，如果存在于内部的钻石比周围的物质更加密集，那么它就能够释放出大量的引力能，然后使得钻石和周围的物质相互摩擦产生热量。

持续百年的风暴

也正因为海王星内部可以自己产生大量的能量，所以才能维持在太阳系所有行星中，已知最高速的风暴

。

太阳系最快的风目前根据观测，上面的风暴速度可以达到2400千米/小时

，几乎达到超音速。

当年在探测海王星的时候，不知道观测了多少个巨大风暴，其中最大的一个要数大黑斑了，它的风暴深度达到5000千米，辐射范围大约为13000*6600千米，几乎可以从波士顿抵达葡萄牙。

大黑斑

在地球上，世界气象组织将风速分为12个等级，其中12个的风速大约为118千米/小时。

也就是说，海王星上的最大风速比12级风还要快20多倍

，如果人们试图接近海王星去接一捧钻石雨，那简直无法想象他的下场。

毕竟当年旅行者二号在探访海王星的时候，抵达的海王星最近点的距离都有4827千米，这都已经是将探测器置于危险的境地。

地球上的飓风

海王星风暴快速的原因

不过对于海王星风暴的形成，科学家目前还没有得到准确的结论，但应该与其内部自己产生的能量有关。

按理说如果海王星单纯只有从太阳接收到的热量，那么还无法形成这样的大的风暴，所以其内部的能量起到了更大的作用。

这股能量的作用相当于从两方面加速了海王星上的风暴，一是使得星球内部有足够多的能量来支撑这些大风暴。

没有被太阳宠爱的海王星

二是它的能量盖过太阳能量，所以使得其无法形成湍流

，就没有办法对大风暴进行减速。

尽管海王星上的风暴不像木星上的大红斑一样，可以持续将近2个世纪，但是上面的风暴已经持续不断地进行了百年。

自1989年观测到大黑斑开始，科学家就一直用哈勃望远镜进行观测，随后发现，这个风暴的正在逐渐消失

，但是新的风暴也在发展。

到2015年，经过26年的时间，大黑斑的风暴深度已经逐渐降到3700千米，整整减少了1000多千米。

大黑斑的变化

实际上，在观测到大黑斑之前，它或许已经存在多年，所以直到它真的消失，或许也能存在百年。

海王星的神秘之处

除了钻石雨和超大风暴，目前我们对海王星知之甚少，它和天王星一块成为了太阳系的神秘星球。

根据观测，海王星的质量是地球的18倍左右，在它的行星轨道上，有16颗天然卫星

围绕它运动，其中海卫一是最大的一颗。

海王星和天王星一样，拥有一个磁场，使得其可以减缓太阳风对星球内部的影响。

海王星磁场示意图

它的磁场范围很大，其磁层顶在距离23-26.5倍海王星半径的地方，而磁尾层则延伸至大约72倍海王星半径。

如果火星上能有这样的磁场，那或许具有可能再次形成火星生命。

如今对于这两个冰质巨行星

的形成，科学家没有办法用传统的核心吸积法来解释。

有人认为与原形星盘内的不稳定性有关，有人则认为它们最初形成与太阳附近，只是由于太阳系内侧物质密度过高，所以逐渐被迁移到现在的轨道。

但究竟如何，还是需要科学家继续探索。

神秘莫测的海王星

只有揭秘它们的形成过程，才有机会让我们更加了解太阳系

和银河系的形成。

对此，尽管目前只有旅行者2号对其进行观测，但是未来，科学家还将发明更好的探测器去揭开海王星和天王星的神秘面纱。

木星是气态行星，如果把木星上的气体全部吹走，会结果

木星是一颗巨大的气态行星，其质量约为地球的318倍，体积更是高达地球的1300多倍，在太阳系八大行星中，木星是绝对的“老大”，这使得我们人类对这颗巨大的行星格外关注，关于木星的各种稀奇古怪的问题也层出不穷。

比如说有人就提出了这样一个问题：既然木星是气态行星，那如果把木星上的气体全部吹走，会有什么结果呢？下面我们就来讨论一下。

首先要讲的是，所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星，而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星，也就是说，气态行星也是可以拥有固态核心的。

那么木星到底有没有固态核心呢？其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。

尽管以人类当前的科技水平，暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索，但通过探测器在木星附近收集到的数据，我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。

如上图所示，在探测器飞越木星的过程中，其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移，通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异，就可以构建出木星的重力场模型，进而猜测出木星内部的质量分布。

科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出，木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核，其质量在地球的12倍至45倍之间注：这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。

因此科学界普遍认为，木星应该有一个致密的固态核心，其外包裹着大量的氢和氦注：木星主要由氢和氦构成，其中氦占其质量的大约4分之1，其他的绝大部分都是氢。

由于随着深度的增加，木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密，因此木星的结构应该是：最外层是气态的氢和氦，当深度增加到一定程度时，氢和氦就以液态存在，而在更深的位置，极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来，使得它们像金属一样可以导电，这种状态的氢也被称为“金属氢”，在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。

据此我们可以得出，木星上层的气体一旦消失，木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体，在这种情况下，如果把木星上的气体全部吹走，其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦，只剩下一个比原来小得多的固态核心。

值得一提的是，虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走，但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。

从理论上来讲，假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近，它的气体就会被主太阳不断地剥离，久而久之，这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话，科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。

有意思的是，我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。

这颗星球被命名为“TOI-849b”，距离地球大约730光年，由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现，其主太阳被命名为“TOI-849”，是一颗与太阳相似的黄矮星。

观测数据表明，“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多，但它的质量却大约是海王星的2.3倍，地球的39.1倍，密度约为5.2克/立方厘米，与像地球这样的岩石行星相当。

另一方面来讲，“TOI-849b”距离它的主太阳非常近，以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右，并且大约每18个小时，它就会完成一次公转。

所以我们可以做一个合理的猜测，“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星，后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道，在此之后，它的气体就持续地被主太阳“吹”走，最终演化成了一颗“冥府行星”，而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

既然木星是气态行星，那么人类发射的航天器能不能直接穿过木星

行星是天体的一类，是指自身不发光，同时围绕太阳做周期性公转运动的天体，通常可以分为行星、矮行星和小行星。

比如在太阳系内，水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星，而冥王星，则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。

穿越木星在太阳系内，位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星，我们称为小行星带。

当然，我们人类最为关注的还是八大行星，我们根据八大行星的物理性状可以分为两类，一类是和地球一样具有固体表面，岩石行星，称为类地行星，包括水星、金星和火星。

太阳系示意图另外一类就是和木星一样，是有气体来组成的行星，在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星，这些行星和类地行星来比，通常具有体积和质量更大，但是由于是气体组成，所以往往平均密度较小。

那么，既然木星是气态行星，那么我们人类发射的航天器，包括宇宙探测器，或者将来有可能发射的宇宙飞船，能不能直接穿过木星？太阳系八大行星目前来看，人类发射的航天器很难穿越木星，我们这里假设我们从木星的中心穿过。

虽然木星是一颗气态行星，那只是表明木星的主要组成成分是气体，主要是氢和氦，从木星的结构来看，最外面是包围整个木星的大气层，充满着气体，而且在不停的运动之中，形成气体旋涡，比如著名的“大红斑”。

木星南极洲而在木星大气层之下，随着越往木星内部，压力越来越大，气体被不断压缩，形成了液态金属氢，这需要的压力相当于25万个地球大气压，我们要用什么材料才干承受这种压力呢？如果再往木星内部前进，到了木星的中心，我们猜测虽然木星是一颗气态行星，但是其中心是有一个岩石核心，由硅酸盐和铁来组成。

所以在物体状态下，木星内部的高温、高压，以及岩石内核都不支持航天器穿越它。

木星内部结构木星在行星分类上，是一颗气态行星，但是这里的气态，并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。

我们知道，就算是地球上的大气层，当天宫一号从宇宙坠落，经过大气层时，也会因为剧烈摩擦而燃烧，更何况是更为稠密的木星大气层，所以，以目前的人类技术，别说穿越木星，连木星大气层这一关都过不了。

木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的，我们只能在现有的条件下进行假设，就像农业社会时期的人类，也无法想象现在的互联网时代。

那么，我们说无法穿越木星，也是基于当前的认知，说不定在将来，人类科技进步，就能实现。

朱诺号发射升空