木星、土星、海王星这些大型的气态行星内部压力很大，那么会不会有坚硬的实体核心呢？

这是我们刚接触天体物理学时，都会想到的问题，因为我们经常听说气体巨行星！第一印象就是一团气体！但事实并非如此，我们就来聊下，气态行星的内核是什么？以及金属氢是咋回事？

我们知道太阳系中的行星分为两大类。在冰冻线外围有巨大的气态巨行星：木星、土星、天王星、海王星。

另一方面，内太阳系还拥有:岩石行星、卫星、彗星、小行星和柯伊伯带天体。这些都有什么共同点呢?它们都是体积更小的固态行星。例如火星和它捕获的小行星火卫二（Deimos）就是典型的例子。

火卫二，火星，木星，以及我们太阳系里的所有其他行星都是以几乎相同的方式形成的。太阳系开始时是一团坍缩的气体云。你可以把这个气体团想像成一个三轴椭球体，其中一个轴比其他轴要短。较短的方向首先坍塌，速度也最快，形成了我们所说的原行星盘。

在这个原行星盘的内部，物质分布不均匀，所以极其不稳定。圆盘的某些区域比其他区域稍微稠密一些。引力是一种奇妙的力量，当你有更多的物质，引力就越大。在行星形成的早期阶段，这些密度稍微大的区域不断地生长，只受周围物质数量的限制。像木星这样的行星就非常成功，它吃掉了太阳系中约50%的未被太阳吃掉的物质。像地球虽然在竞争种存活了下来，但远没有木星那么成功，和木星相比大约差了300倍。

但是，不论行星的大小，都是在同一物理作用下形成的，所有的行星都是由许多不同元素的混合物组成的，各种元素被重力和「浮力」分成了不同的层。我们对地球进行了很好的研究，我们知道密度最大的元素——铁、镍、铅等，以高度压缩、稳定的状态被保存在地球的核心。

如果没有太阳，地球可能也会有一个巨大的大气层，大部分是氢。但是由于太阳的高温，地球相对较低的引力，再加上太阳风每时每刻都在剥离地球的外逸层，氢、氦这类气体大部分已经被吹向了外太空，留下了我们今天所拥有的稀薄的大气层。

这点应该很好理解，在行星形成时也遵循密度大的物质下沉，密度小的物质上浮，跟水的浮力一样的！

现在，我们来谈谈气态巨行星，我们就来说说木星吧，都是一样的。我们经常说气态行星，所以就容易给我们一种错觉，我们可能认为这些气态巨星都是由气体组成的，这是不对的。这些气态巨行星的核心都是坚硬的岩石内核，除了大小和密度外，与我们的地球并无太大不同。(内核承受著来自上方数千公里大气层的巨大压力。)

看看这些气态巨行星的剖面图(下图)。

从理论上讲，像木星这样大的行星有足够的氢气，压力可以达到绝对巨大的数值。一旦超过地球大气压力的500万倍，氢不是气体，就会形成一种晶体状的状态，称为金属氢。金属氢的密度非常非常大，以至于氢原子之间的距离明显小于氢原子的原子半径。

离太阳最近的气态巨星木星，距离太阳的距离也是地球的五倍多。远离太阳，这些外部大气层就很安全。但是如果你把这些气态行星靠太阳太近的话，太阳就会把气体蒸发掉，只留下固体核心。

以我们发现的太阳系外行星为例，如Corot-7b和Gliese 581系统(下图)，这些大气层已经被完全剥离。

那么金属氢层是会变成气体并沸腾掉，还是仍然保持结晶状态并与行星结合?

欢迎来到一个还没有被实验回答过的问题。理论认为，预期形成的晶体结构类型应该像冰一样沸腾/升华。在太阳的高温下，变成一种气体，并最终消失。

除非实验数据告诉我们氢晶格足够稳定，能够承受，比如说，太阳在水星的距离的热量，但是只要时间够长那层金属氢最终也会蒸发掉，只留下密度惊人的岩石内核，别的什么都没有。

尽管如此，这个行星核心可不是一般的行星核心，巨大的压力下可能形成很多稀有的重金属，例如：黄金遍地，钻石随便挖！有没有想去采矿的冲动?

以前记得看过一篇文章，说的是土星。文中说，人类如果乘坐宇宙飞船是无法在土星上著陆的。因为土星是气体组成的，如果宇宙飞船飞到土星想在土星著陆最终的结果是直接穿过了土星。当时还相信了这种说法。其实不是这样的。

木星、土星、天王星和海王星这些巨型的气态行星从表面上看是气体的。但是在行星的内部压力非常的大，物体状态由星球表面的气体变成了液体，再往里又由液体变成了固体。咱们就以木星为例说明一下。科学家研究发现，木星的内部是有一个岩石构成的内核的。这个内核有多大呢？大概有1到2个地球那么大，质量是地球的15到40倍。密度接近于每立方厘米30到48克，密度超过了黄金的2倍。所以，真的不能小看了太阳系这些巨无霸级的气态行星。一个内核就有两个地球那么大，而且坚实致密。