一、定义行星指数用来表征行星势力强弱的参数,用X表示,其单位为1。
X=(M(天体)×R(地球))∕(R(天体))×M(地球))
借助可以对天体进行分类,可以估算行星中心温度和天体的磁场强度,可以判断天体上是否有大气和水存在……
二、应用1、对天体进行分类
行星指数越大的天体,其体积、质量、引力和内热就越小,形态就越不规则,显得奇形怪状;
行星指数越小的天体,其体积、质量、引力和内热就越大,形态就越规则,呈现为球体;2、估算行星中心温度TH=TH♁/sqrt(X)
一般可以借助行星指数来较准确地估算巨行星、主行星、矮行星和小行星。但其它类型的天体套用此公式则明显不适用。3、估算行星的磁场强度
由左图可知:凡是自转得太慢的天体、个头太小(行星指数太大)的天体都不可能产生明显成形的磁场。目前太阳系中有明显磁场的天体有:太阳、木星、土星、海王星、天王星、地球、水星和木卫三。4、估算行星的磁层顶距和磁鞘距磁层顶的内部区域可以认为只受到行星本体磁场控制,不受太阳风和行星际磁场的影响。
当(磁层顶距/行星半径)≤1时,行星表面将受到恒星风的肆虐和清洗,
此时的行星虽有磁场存在,但已经起不到屏蔽星风和保护星表的作用,可以认为该行星没有磁层。
磁鞘顶处行星磁场压与该处太阳风压相等,形成弓激波。磁鞘距大于磁层顶距。
磁鞘距的估算式只需把磁层顶距估算式中的Q地=10换成(地磁鞘距/地球半径)=13.5即可。
注:磁层顶距和磁鞘距均针对行星的向阳面而言的,两者均会随行星与所绕行恒星的距离变化而变化。
5、判断天体上是否有大气和水T表∈[-60℃,60℃]且X∈[0.2818348,8.785011]时,该天体有稳定的良性大气;
T表∈[-60℃,60℃]且X∈(0.001775448,5.020006]时,该天体就可以有液态水(不是固态冰)存在。
由此可见火星上液态水是可以存在的,但必须温度和大气压足够才行。
而水星的行星指数为6.928046,因此即使是表温和大气压足够,液态水还是难以存在,因为水蒸汽被光解后,氧原子和氢原子均会逃逸殆尽,从而使液态水不可能存在,但在水星两极不见天日的地方固态冰却是可以存在的。水星之后的行星也无不如此。
水星上虽然不能存在液态水,但只要表温在±60℃范围之内,却是可以存在一个稳定的良性大气层的,但水星之后的行星却毫无疑问的不可能拥有稳定的良性大气层。
土卫六泰坦虽然有一个浓厚的大气层,但那是以牺牲温度为代价,靠温度极低换来的,人在土卫六表面如果不借助高科技的保温绝热设备是难以生存的。当把土卫六置于一个±60℃的温度范围内时,其大气层用不了多久就会散逸殆尽,变得光秃秃的,跟月球似的。
注:
1、若某天体表温为-60℃时,在该天体表面氮气分子逃逸的几率不超过10%时,就称该天体所拥有的大气层为稳定的良性大气层。
2、之所以把温度范围定在±60℃之内是因为当温度不在该范围内时,人类是无法在自然条件下生存的。
3、“水星之后”中的之后是按照太阳系大天体行星指数表中的排序而言的。6、推断天体的内部结构
三、太阳系90个大天体的行星指数列表
太阳系大天体行星指数一览表