ガス惑星

木星より質量が大きく、約500 M _🜨 ( 1.6 M _J )未満の低温の水素に富むガス惑星は、体積が木星よりわずかに大きいだけです。^{[ 9 ]}質量が500 M _🜨を超えると、重力によって惑星は収縮します (縮退物質を参照)。^{[ 9 ]}   

ケルビン・ヘルムホルツ加熱により、巨大ガス惑星は主星から受け取るエネルギーよりも多くのエネルギーを放射する可能性がある。^{[ 10 ] [ 11 ]}

「ガス」と「巨大」という言葉はよく一緒に使われますが、水素惑星は太陽系でおなじみの巨大ガス惑星ほど大きくなくてもよいのです。しかし、小型のガス惑星や恒星に近い惑星は、大型の惑星や恒星から遠い惑星よりも、流体力学的逃避によって大気質量をより速く失います。 ^{[ 12 ] [ 13 ]}

ガス矮星は、岩石質の核を持ち、水素、ヘリウム、その他の揮発性物質の厚い外層が蓄積され、結果として全半径が地球半径の 1.7 ～ 3.9 倍になった惑星と定義できる。^{[ 14 ] [ 15 ]}

既知の太陽系外惑星の中で「ガス惑星」である可能性が最も低いのはケプラー138dで、地球と同じ質量を持ちながら60%大きいため、厚いガス層を示唆する密度を持っている。^{[ 16 ]}

質量が小さいガス惑星でも、適切な温度であればガス惑星に似た半径を持つことができる。^{[ 17 ]}

局地的な嵐によって上方に集められた熱は、ガス惑星の天候の主要な原動力です。^{[ 18 ]}内部から放出される深層熱の大部分、あるいはすべてが、そびえ立つ雷雨の中を流れ上がります。^{[ 18 ]}これらの擾乱は小さな渦に発展し、最終的には木星の大赤斑のような嵐を形成します。^{[ 18 ]}地球と木星では、雷と水循環が密接に結びついて激しい雷雨を生み出します。^{[ 18 ]}地球の雷雨の間、凝結によって熱が放出され、上昇する空気を押し上げます。^{[ 18 ]}この「湿潤対流」エンジンは、電荷を雲の異なる部分に分離することができ、それらの電荷が再び集まるのが雷です。^{[ 18 ]}したがって、雷を利用して対流がどこで起こっているかを知らせることができます。^{[ 18 ]}木星には海も湿った地面もないが、湿潤対流は地球と似たような働きをしているようだ。^{[ 18 ]}

大赤斑（GRS）は、木星の南半球にある高気圧システムです。^{[ 19 ]} GRSは強力な反時計回りの高気圧で、中心の周りを時速約430～680キロメートルで回転しています。 [19 ^]この斑点は、木星の小さな嵐さえも飲み込むほどの猛烈さで知られています。^{[ 19 ]ソリンは、紫外線照射によって形成される、さまざまな惑星の表面にある褐色の有機化合物です。木星の表面に存在するソリンは、嵐や循環によって大気中に吸い上げられます。レゴリスから}放出されたソリンが木星の大赤斑に付着し、それが木星の大赤斑を赤くしているという仮説が立てられています。

ヘリウムの凝縮により、ガス惑星では液体ヘリウムの雨が降ります。土星では、このヘリウムの凝縮は、ヘリウムが惑星上に存在する液体金属水素と混ざらない特定の圧力と温度で発生します。^{[ 20 ]}土星のヘリウムが不溶性の領域では、より密度の高いヘリウムが液滴を形成し、潜熱の放出と惑星の中心へのより深い降下の両方を通じてエネルギー源として機能します。^{[ 21 ]}この相分離により、ヘリウムの液滴が液体金属水素の中を雨のように降り、より暖かい領域に到達して水素に溶解します。^{[ 20 ]}木星と土星は総質量が異なるため、惑星内部の熱力学的条件により、この凝縮プロセスは木星よりも土星でより一般的である可能性があります。^{[ 21 ]}ヘリウムの凝縮は、土星の過剰な光度と、木星と土星の大気中のヘリウムの減少の原因となっている可能性がある。^{[ 21 ]}