木星是一顆以氫氣為主要成分的天體，這與我們地球有很大的差異，而與太陽相似。整個行星處於流體狀態，木星的中心部分大概是固體核，主要由鐵和矽組成，那裡的溫度至少可以有30000度。

你說的這個木星、土星，它們較火、金、水、地球這四大行星是離太陽較遠的，體積大而密度小，質量大，衛星多，表面溫度低；還有你說的海王星，它離太陽更遠，它的密度在前兩者之間，表面溫度最低，也有衛星。

既然木、土、海王星不像地球、火、金、水四大行星那樣，呈體積小、密度大、質量小、衛星少、表面溫度高的狀態，而是呈體積大質量大而密度小的狀態，那麼堅硬的實體核心我想不會有吧？

我想，這有待於天文學家繼續的探索罷。

以前記得看過一篇文章，說的是土星。文中說，人類如果乘坐宇宙飛船是無法在土星上著陸的。因為土星是氣體組成的，如果宇宙飛船飛到土星想在土星著陸最終的結果是直接穿過了土星。當時還相信了這種說法。其實不是這樣的。

木星、土星、天王星和海王星這些巨型的氣態行星從表面上看是氣體的。但是在行星的內部壓力非常的大，物體狀態由星球表面的氣體變成了液體，再往裡又由液體變成了固體。咱們就以木星為例說明一下。科學家研究發現，木星的內部是有一個岩石構成的核心的。這個核心有多大呢？大概有1到2個地球那麼大，質量是地球的15到40倍。密度接近於每立方厘米30到48克，密度超過了黃金的2倍。所以，真的不能小看了太陽系這些巨無霸級的氣態行星。一個核心就有兩個地球那麼大，而且堅實緻密。

木星內部核心的溫度高達20000℃到30000℃，壓力可以達到1億到3億個地球大氣壓。在這麼個高溫高壓環境下，木星核心的周圍的氫都變成了液態金屬氫。實際上從木星雲頂往下1000千米時的壓力就開始讓氫氣變成液體氫了。

科學家認為土星、海王星和天王星這些氣態行星的內部構造和木星基本上是相同的，都有一個堅硬的實體核心的。所以說前面提到的，宇宙飛船飛進土星是別想一穿而過的。很可能還沒有跌進土星內部就已經與濃密的土星大氣摩擦燃燒殆盡了。

這是我們剛接觸天體物理學時，都會想到的問題，因為我們經常聽說氣體巨行星！第一印象就是一團氣體！但事實並非如此，我們就來聊下，氣態行星的核心是什麼？以及金屬氫是咋回事？

我們知道太陽系中的行星分為兩大類。在冰凍線外圍有巨大的氣態巨行星：木星、土星、天王星、海王星。

另一方面，內太陽系還擁有:岩石行星、衛星、彗星、小行星和柯伊伯帶天體。這些都有什麼共同點呢?它們都是體積更小的固態行星。例如火星和它捕獲的小行星火衛二（Deimos）就是典型的例子。

火衛二，火星，木星，以及我們太陽系裡的所有其他行星都是以幾乎相同的方式形成的。太陽系開始時是一團坍縮的氣體雲。你可以把這個氣體團想象成一個三軸橢球體，其中一個軸比其他軸要短。較短的方向首先坍塌，速度也最快，形成了我們所說的原行星盤。

在這個原行星盤的內部，物質分佈不均勻，所以極其不穩定。圓盤的某些區域比其他區域稍微稠密一些。引力是一種奇妙的力量，當你有更多的物質，引力就越大。在行星形成的早期階段，這些密度稍微大的區域不斷地生長，只受周圍物質數量的限制。像木星這樣的行星就非常成功，它吃掉了太陽系中約50%的未被太陽吃掉的物質。像地球雖然在競爭種存活了下來，但遠沒有木星那麼成功，和木星相比大約差了300倍。

但是，不論行星的大小，都是在同一物理作用下形成的，所有的行星都是由許多不同元素的混合物組成的，各種元素被重力和“浮力”分成了不同的層。我們對地球進行了很好的研究，我們知道密度最大的元素——鐵、鎳、鉛等，以高度壓縮、穩定的狀態被儲存在地球的核心。

如果沒有太陽，地球可能也會有一個巨大的大氣層，大部分是氫。但是由於太陽的高溫，地球相對較低的引力，再加上太陽風每時每刻都在剝離地球的外逸層，氫、氦這類氣體大部分已經被吹向了外太空，留下了我們今天所擁有的稀薄的大氣層。

這點應該很好理解，在行星形成時也遵循密度大的物質下沉，密度小的物質上浮，跟水的浮力一樣的！

現在，我們來談談氣態巨行星，我們就來說說木星吧，都是一樣的。我們經常說氣態行星，所以就容易給我們一種錯覺，我們可能認為這些氣態巨星都是由氣體組成的，這是不對的。這些氣態巨行星的核心都是堅硬的岩石核心，除了大小和密度外，與我們的地球並無太大不同。(核心承受著來自上方數千公里大氣層的巨大壓力。)

看看這些氣態巨行星的剖面圖(下圖)。

從理論上講，像木星這樣大的行星有足夠的氫氣，壓力可以達到絕對巨大的數值。一旦超過地球大氣壓力的500萬倍，氫不是氣體，就會形成一種晶體狀的狀態，稱為金屬氫。金屬氫的密度非常非常大，以至於氫原子之間的距離明顯小於氫原子的原子半徑。

離太陽最近的氣態巨星木星，距離太陽的距離也是地球的五倍多。遠離太陽，這些外部大氣層就很安全。但是如果你把這些氣態行星靠太陽太近的話，太陽就會把氣體蒸發掉，只留下固體核心。

以我們發現的太陽系外行星為例，如Corot-7b和Gliese 581系統(下圖)，這些大氣層已經被完全剝離。

那麼金屬氫層是會變成氣體並沸騰掉，還是仍然保持結晶狀態並與行星結合?

除非實驗資料告訴我們氫晶格足夠穩定，能夠承受，比如說，太陽在水星的距離的熱量，但是隻要時間夠長那層金屬氫最終也會蒸發掉，只留下密度驚人的岩石核心，別的什麼都沒有。

儘管如此，這個行星核心可不是一般的行星核心，巨大的壓力下可能形成很多稀有的重金屬，例如：黃金遍地，鑽石隨便挖！有沒有想去採礦的衝動?