第十二章 右摄提一（牧夫座η）恒星系（五）
右摄提一（牧夫座η）恒星系中的第九颗行星是牧夫座η-j星。这一颗冰冻气态行星，是一颗类似于海王星的星球，这一颗距离主恒星距离大约为约为97个地球质量牧夫座η-j星的体积比太阳系中的土星的略大一些，它的表面积大约为:5.715×10¹⁰公里²。虽然这一颗牧夫座η-j星的体积，在太阳系中可以排到第二的位置。但是在右摄提一（牧夫座η）恒星系中，它只能位居第三。仅仅只比排位第四的牧夫座η-k星约为87个地球质量稍许大了一点点。
这一颗距离主恒星36.98天文单位的最大的冰冻气态行星，以其约为97个地球质量质量的牧夫座η-j星成为右摄提一（牧夫座η）恒星系质量排名第三的冰冻气态巨行星，是介于类地固态行星和气态巨行星（类木行星）之间的中等大小行星。它的质量比类地固态行星要大上许多，但是又比类木行星要小很多，这一颗右摄提一（牧夫座η）恒星系排名第三的行星也是最大的冰冻气态行星牧夫座η-j，既是右摄提一（牧夫座η）恒星系中最大的类地固态行星牧夫座η-f质量的30倍，也是最大的气态巨行星，拥有12.6倍木星质量的气态行星牧夫座η-i星质量的41.29分之一。它质量相较于气态类木巨行星要小上许多，又比固态类地行星要大。这一类冰冻气态行星的内部的结构、密度以及组成的成分也与气态类木行星有着明显的差别，这些冰冻气态行星通常被归为类木行星的一个子类：冰巨星种类。地球上的人类天文学家在寻找太阳系外行星的时候，通常会将冰巨星作为一个通用代号，指所有被发现的类似海王星结构构成的系外行星，这就是人类天文学家经常说的那些系外“木星”
因为牧夫座η-j星轨道距离主恒星非常遥远，从主恒星获得的阳光辐射的热量很少，所以牧夫座η-j星大气层顶端温度只有-218℃(55K)，而由大气层顶端向内温度稳定升高的。与所有的冰巨星一样，这一类星球内部依旧保持着星球形成初期的，星际物质撞击的动能所产生的热能，而维持这一种星球内部核心区高温的，却是一些放射性元素物质聚变反应的结果。作为右摄提一（牧夫座η）恒星系最大的一颗冰冻气态巨行星，牧夫座η-j星内部能量却大到维持了右摄提中，一（牧夫座η）恒星系所有行星系统中的最高风暴速度。人类天文学家对这样的内部热源有几种判断，在其中，包括行星内核的放射热源，行星生成时吸积盘塌缩能量的热能，还有重力波和主恒星的引力对平流圈界面的扰动所产生的。也许将这几种猜测合在一起，才是这一颗右摄提一（牧夫座η）恒星系最大的冰冻气态巨行星，牧夫座η-j内部核心区中极高温度的热源共同的来源。
牧夫座η-j星内部结构和所有的冰巨星相似。行星核是一个质量大概不超过一个地球质量的由岩石和冰构成的混合内部结构体。牧夫座η-j星地幔总质量相当于60到65个地球质量，富含水，氨，甲烷和其它成分。按照人类天文学家所创立的行星学说中的惯例，这种混合物被叫作冰，虽然它们实际上是经过了一些被星球内部的高压高度压缩过的水，氨，甲烷的热流体。这种具有高电导率的热流体通常也被叫作水-氨大洋。大气层包括大约从顶端向星球上的中心区域，延伸10%到20%距离位置的高层大气，主要由80%氢和19%氦组成。甲烷，氨和水的含量随高度降低而增加。内部大气底端的温度更高，密度更大，进而逐渐和行星地幔的过热液体混为一体。牧夫座η-j星的内核压力是地球表面大气压的数百万倍。
牧夫座η-j星的大气层可以细分为两个主要的区域。低层的对流层的温度随高度降低。平流层的温度随着高度增加。两层之间的边界，对流层出现在气压为地球上1个标准大气压处。平流层在气压低于10至10微巴(1-10Pa)处成为热成层，热成层逐渐过渡为外逸层。
牧夫座η-j星对流层的云带取决于不同海拔高度的成分。高海拔的云出现在气压低于1帕之处，该处的温度使甲烷可以凝结。压力在1巴至5巴(100kPa至500kPa)，被认为氨和硫化氢的云可以形成。压力在5帕以上，云可能包含氨、硫化氨、硫化氢和水。更深处的水冰云可以在压力大约为50巴(5MPa)处被发现，该处的温度达到0°C。在下面，可能会发现氨和硫化氢的云。牧夫座η-j星高层的云曾经被观察到在低层云的顶部形成阴影，高层的云也会在相同的纬度上环绕着行星运转。这些环带的宽度大约在250公里至650公里，并且在低层云顶之上250公里至650公里。
右摄提一（牧夫座η）恒星系最外侧的两颗冰冻气态巨行星，牧夫座η-k和牧夫座η-l实际上是一对互相环绕，又同时围绕着主恒星公转的一对互为伴星的双行星系统，类似于太阳系中的矮行星冥王星和它的伴星卡戎。传统的经典说法是：“冥王星有三颗卫星：卡戎、尼克斯、许德拉。其中最大的一颗就是卡戎。”自从2006年冥王星被定义为矮行星之后，人们开始接受这样的观点：“由于卡戎的体积与冥王星不悬殊，冥王星-卡戎的质心落在这两个天体之外，因此冥王星与卡戎应该算做一个双矮行星系统，另外两个小天体尼克斯、许德拉则是围绕这个双矮行星系统的卫星。”
与太阳系中的冥王星和卡戎组成的双矮行星体系不同，牧夫座η-k星和牧夫座η-l星并不属于矮行星的品类。实际上它们各自的体积远远超过了太阳系中的冰巨星海王星和天王星。其中冰巨星牧夫座η-k星的体积仅仅略小于太阳系中的土星。位于右摄提一（牧夫座η）恒星系最外侧的一对互为伴星的另一颗冰巨星牧夫座η-l星也要远远大于太阳系中的矮行星冥王星，甚至还超过了太阳系中体积排位第三的天王星。拥有34个地球大小的冰巨星牧夫座η-l星与其他两颗冰巨星一样，都有一个类似最大的固态类地行星牧夫座η-g星大小的，由冰和岩石组成的内核。冰巨星牧夫座η-l星大气的主要成分是氢、氦、甲烷和氘(重氢)。其内部含有丰富的重元素。它的地幔是由甲烷和氨的冰组成，可能含有液态水。地幔层中很可能是一种在高压环境下形成的甲烷和氨以及水组成的热流体。
冰巨星牧夫座η-l星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，组成牧夫座η-l星的主要元素为氢(83%)，其次为氦(15%)。在许多方面冰巨星牧夫座η-l星与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土星的地核部分，而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面(主要是由金属氢化合物气体受重力液化形成)。天王星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，其组成主要元素为氢(83%)，其次为氦(15%)。在许多方面天王星(海王星也是)与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土星的地核部分，而没有类木行星包围在外的，由金属氢化合物气体受重力液化形成巨大液态气体表面。也没有类木气态行星那样的岩石内核，它的金属成分是以一种比较平均的状态分布在整个地壳之内。直接以肉眼观察，牧夫座η-l星的表面与大部分具有同样大气成分的冰巨星一样呈现出一种天蓝色，这是由于大气中的甲烷吸收主恒星阳光中的大部分红色光谱所致。
牧夫座η-l星的质量大约是地球的34倍，是右摄提一（牧夫座η）恒星系中冰冻气态巨行星中质量最小的。与太阳系中的天王星相似，它的密度是1.32克/厘米³，比天王星略高，却低于海王星的1.66克/厘米。较低的质量显示它的大气组成成分中主要是由各种各样挥发性物质，例如水、氨和甲烷组成。这一类冰巨星内部的冰含量在类地固态行星的9.3至13.5倍之间。氢和氦在整体星球质量中仅仅只占较小的部分。
冰巨星牧夫座η-l星的结构可以分为三个层面：中心区域是岩石的核，中间是由冰组成的固态地函，最外面是氢/氦组成的外壳。相较之下岩石物质组成的内核非常小，仅为总质量的7.27%，半径不到牧夫座η-l星的20%。在不到20%半径的岩石地核的上层是占据60左右的冰质地函，质量大约是总质量的84.72%。最外侧的大气层占据了剩余的20%半径，但质量大约为总质量的8%。天王星核的密度大约是9g/cm³，在核和地函交界处的压力是800万巴和大约5，000K的温度。冰质的地函实际上并不是由一般意义上的冰组成，而是由水、氨和其他挥发性物质在高温、高压条件下形成的热且稠密的流体。这种热流体有高导电性，也被称为水–氨的海洋。冰巨星牧夫座η-l星的结构与气态类木行星不同，其中的冰成分远远超过了气体，因此它们被分开另成一类的冰巨星。在冰巨星牧夫座η-l星的结构中，大量的氢和岩石混合在地函中的热冰成分中，其内部的流体结构意味着冰巨星牧夫座η-l星的结构中没有固体表面，气体的大气层是逐渐转变成内部的液体层内。
冰巨星牧夫座η-l星的内热明显地比气态类木行星低，在天文学的项目归类中，它属于低热流量。在比它更大的伴星，冰巨星牧夫座η-k星中释放出来至太空中的热量是得自主恒星辐射阳光热量的2.87倍。冰巨星牧夫座η-l星则是几乎没有多余的热量被放出来。冰巨星牧夫座η-l星被观测到的热辐射总能量，是大气层吸收自主恒星热能的不足1.1倍。冰巨星牧夫座η-l星大气层顶部，被观测到的最低温度纪录只有59K，是冰巨星牧夫座η恒星系所有十一颗行星中温度最低的。
冰巨星牧夫座η-l星上有一个深度达9万公里、温度高达6650°C，由水、硅、镁、含氮分子、碳氢化合物及离子化物质组成的液态海洋。由于冰巨星牧夫座η-l星巨大而又沉重的大气压力，令液态地函中的物质分子被紧紧地压在一起，使得这高温海洋未能沸腾及蒸发。正是由于海洋的高温阻止了巨大的压力将这一种热流体海洋压缩成固态。在冰巨星中的高温内核(高达摄氏6650度)一直延伸到大气层的底部，覆盖了整个冰巨星的热流体海洋。
《星际同盟太空舰队》大角星特混舰队派出的无人侦察舰，在抵近观察观测中发现冰巨星牧夫座η-l星的磁场是奇特的，并不在行星上的几何中心位置，而是相对于自转轴向南极方向倾斜了9°。磁极从行星的中心偏离，往南极达到行星半径的1/3。这异常的几何关系导致一个非常不对称的磁层，在南半球的表面，磁场的强度低于0.1高斯，而在北半球的强度高达1.1高斯。整个行星表面的平均磁场强度为0.23高斯。相对于地球的磁场两极的磁场强度大约相等，“磁赤道”大致上与物理赤道平行的均匀磁场分布，冰巨星牧夫座η-l星的偶极矩是地球的50倍。
冰巨星牧夫座η-k星也有一个相似的偏移和倾斜的磁场，部分人类天文学家认为，这是冰巨星的特殊共同点。不同于固态类地行星和气态巨行星的磁场是由行星中心内部引发，冰巨星的磁场是由相对于表面下某一深度的运动引起的，例如水–氨热流体海洋。尽管有这样奇特的基准线，冰巨星牧夫座η-l星的磁层在其面向主恒星方向，位于23个牧夫座η-l星半径之处有弓形震波，磁层顶在18个牧夫座η-l星半径处，并发展出完整的磁尾和辐射带。
这一颗距离主恒星36.98天文单位的最大的冰冻气态行星，以其约为97个地球质量质量的牧夫座η-j星成为右摄提一（牧夫座η）恒星系质量排名第三的冰冻气态巨行星，是介于类地固态行星和气态巨行星（类木行星）之间的中等大小行星。它的质量比类地固态行星要大上许多，但是又比类木行星要小很多，这一颗右摄提一（牧夫座η）恒星系排名第三的行星也是最大的冰冻气态行星牧夫座η-j，既是右摄提一（牧夫座η）恒星系中最大的类地固态行星牧夫座η-f质量的30倍，也是最大的气态巨行星，拥有12.6倍木星质量的气态行星牧夫座η-i星质量的41.29分之一。它质量相较于气态类木巨行星要小上许多，又比固态类地行星要大。这一类冰冻气态行星的内部的结构、密度以及组成的成分也与气态类木行星有着明显的差别，这些冰冻气态行星通常被归为类木行星的一个子类：冰巨星种类。地球上的人类天文学家在寻找太阳系外行星的时候，通常会将冰巨星作为一个通用代号，指所有被发现的类似海王星结构构成的系外行星，这就是人类天文学家经常说的那些系外“木星”
因为牧夫座η-j星轨道距离主恒星非常遥远，从主恒星获得的阳光辐射的热量很少，所以牧夫座η-j星大气层顶端温度只有-218℃(55K)，而由大气层顶端向内温度稳定升高的。与所有的冰巨星一样，这一类星球内部依旧保持着星球形成初期的，星际物质撞击的动能所产生的热能，而维持这一种星球内部核心区高温的，却是一些放射性元素物质聚变反应的结果。作为右摄提一（牧夫座η）恒星系最大的一颗冰冻气态巨行星，牧夫座η-j星内部能量却大到维持了右摄提中，一（牧夫座η）恒星系所有行星系统中的最高风暴速度。人类天文学家对这样的内部热源有几种判断，在其中，包括行星内核的放射热源，行星生成时吸积盘塌缩能量的热能，还有重力波和主恒星的引力对平流圈界面的扰动所产生的。也许将这几种猜测合在一起，才是这一颗右摄提一（牧夫座η）恒星系最大的冰冻气态巨行星，牧夫座η-j内部核心区中极高温度的热源共同的来源。
牧夫座η-j星内部结构和所有的冰巨星相似。行星核是一个质量大概不超过一个地球质量的由岩石和冰构成的混合内部结构体。牧夫座η-j星地幔总质量相当于60到65个地球质量，富含水，氨，甲烷和其它成分。按照人类天文学家所创立的行星学说中的惯例，这种混合物被叫作冰，虽然它们实际上是经过了一些被星球内部的高压高度压缩过的水，氨，甲烷的热流体。这种具有高电导率的热流体通常也被叫作水-氨大洋。大气层包括大约从顶端向星球上的中心区域，延伸10%到20%距离位置的高层大气，主要由80%氢和19%氦组成。甲烷，氨和水的含量随高度降低而增加。内部大气底端的温度更高，密度更大，进而逐渐和行星地幔的过热液体混为一体。牧夫座η-j星的内核压力是地球表面大气压的数百万倍。
牧夫座η-j星的大气层可以细分为两个主要的区域。低层的对流层的温度随高度降低。平流层的温度随着高度增加。两层之间的边界，对流层出现在气压为地球上1个标准大气压处。平流层在气压低于10至10微巴(1-10Pa)处成为热成层，热成层逐渐过渡为外逸层。
牧夫座η-j星对流层的云带取决于不同海拔高度的成分。高海拔的云出现在气压低于1帕之处，该处的温度使甲烷可以凝结。压力在1巴至5巴(100kPa至500kPa)，被认为氨和硫化氢的云可以形成。压力在5帕以上，云可能包含氨、硫化氨、硫化氢和水。更深处的水冰云可以在压力大约为50巴(5MPa)处被发现，该处的温度达到0°C。在下面，可能会发现氨和硫化氢的云。牧夫座η-j星高层的云曾经被观察到在低层云的顶部形成阴影，高层的云也会在相同的纬度上环绕着行星运转。这些环带的宽度大约在250公里至650公里，并且在低层云顶之上250公里至650公里。
右摄提一（牧夫座η）恒星系最外侧的两颗冰冻气态巨行星，牧夫座η-k和牧夫座η-l实际上是一对互相环绕，又同时围绕着主恒星公转的一对互为伴星的双行星系统，类似于太阳系中的矮行星冥王星和它的伴星卡戎。传统的经典说法是：“冥王星有三颗卫星：卡戎、尼克斯、许德拉。其中最大的一颗就是卡戎。”自从2006年冥王星被定义为矮行星之后，人们开始接受这样的观点：“由于卡戎的体积与冥王星不悬殊，冥王星-卡戎的质心落在这两个天体之外，因此冥王星与卡戎应该算做一个双矮行星系统，另外两个小天体尼克斯、许德拉则是围绕这个双矮行星系统的卫星。”
与太阳系中的冥王星和卡戎组成的双矮行星体系不同，牧夫座η-k星和牧夫座η-l星并不属于矮行星的品类。实际上它们各自的体积远远超过了太阳系中的冰巨星海王星和天王星。其中冰巨星牧夫座η-k星的体积仅仅略小于太阳系中的土星。位于右摄提一（牧夫座η）恒星系最外侧的一对互为伴星的另一颗冰巨星牧夫座η-l星也要远远大于太阳系中的矮行星冥王星，甚至还超过了太阳系中体积排位第三的天王星。拥有34个地球大小的冰巨星牧夫座η-l星与其他两颗冰巨星一样，都有一个类似最大的固态类地行星牧夫座η-g星大小的，由冰和岩石组成的内核。冰巨星牧夫座η-l星大气的主要成分是氢、氦、甲烷和氘(重氢)。其内部含有丰富的重元素。它的地幔是由甲烷和氨的冰组成，可能含有液态水。地幔层中很可能是一种在高压环境下形成的甲烷和氨以及水组成的热流体。
冰巨星牧夫座η-l星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，组成牧夫座η-l星的主要元素为氢(83%)，其次为氦(15%)。在许多方面冰巨星牧夫座η-l星与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土星的地核部分，而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面(主要是由金属氢化合物气体受重力液化形成)。天王星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，其组成主要元素为氢(83%)，其次为氦(15%)。在许多方面天王星(海王星也是)与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土星的地核部分，而没有类木行星包围在外的，由金属氢化合物气体受重力液化形成巨大液态气体表面。也没有类木气态行星那样的岩石内核，它的金属成分是以一种比较平均的状态分布在整个地壳之内。直接以肉眼观察，牧夫座η-l星的表面与大部分具有同样大气成分的冰巨星一样呈现出一种天蓝色，这是由于大气中的甲烷吸收主恒星阳光中的大部分红色光谱所致。
牧夫座η-l星的质量大约是地球的34倍，是右摄提一（牧夫座η）恒星系中冰冻气态巨行星中质量最小的。与太阳系中的天王星相似，它的密度是1.32克/厘米³，比天王星略高，却低于海王星的1.66克/厘米。较低的质量显示它的大气组成成分中主要是由各种各样挥发性物质，例如水、氨和甲烷组成。这一类冰巨星内部的冰含量在类地固态行星的9.3至13.5倍之间。氢和氦在整体星球质量中仅仅只占较小的部分。
冰巨星牧夫座η-l星的结构可以分为三个层面：中心区域是岩石的核，中间是由冰组成的固态地函，最外面是氢/氦组成的外壳。相较之下岩石物质组成的内核非常小，仅为总质量的7.27%，半径不到牧夫座η-l星的20%。在不到20%半径的岩石地核的上层是占据60左右的冰质地函，质量大约是总质量的84.72%。最外侧的大气层占据了剩余的20%半径，但质量大约为总质量的8%。天王星核的密度大约是9g/cm³，在核和地函交界处的压力是800万巴和大约5，000K的温度。冰质的地函实际上并不是由一般意义上的冰组成，而是由水、氨和其他挥发性物质在高温、高压条件下形成的热且稠密的流体。这种热流体有高导电性，也被称为水–氨的海洋。冰巨星牧夫座η-l星的结构与气态类木行星不同，其中的冰成分远远超过了气体，因此它们被分开另成一类的冰巨星。在冰巨星牧夫座η-l星的结构中，大量的氢和岩石混合在地函中的热冰成分中，其内部的流体结构意味着冰巨星牧夫座η-l星的结构中没有固体表面，气体的大气层是逐渐转变成内部的液体层内。
冰巨星牧夫座η-l星的内热明显地比气态类木行星低，在天文学的项目归类中，它属于低热流量。在比它更大的伴星，冰巨星牧夫座η-k星中释放出来至太空中的热量是得自主恒星辐射阳光热量的2.87倍。冰巨星牧夫座η-l星则是几乎没有多余的热量被放出来。冰巨星牧夫座η-l星被观测到的热辐射总能量，是大气层吸收自主恒星热能的不足1.1倍。冰巨星牧夫座η-l星大气层顶部，被观测到的最低温度纪录只有59K，是冰巨星牧夫座η恒星系所有十一颗行星中温度最低的。
冰巨星牧夫座η-l星上有一个深度达9万公里、温度高达6650°C，由水、硅、镁、含氮分子、碳氢化合物及离子化物质组成的液态海洋。由于冰巨星牧夫座η-l星巨大而又沉重的大气压力，令液态地函中的物质分子被紧紧地压在一起，使得这高温海洋未能沸腾及蒸发。正是由于海洋的高温阻止了巨大的压力将这一种热流体海洋压缩成固态。在冰巨星中的高温内核(高达摄氏6650度)一直延伸到大气层的底部，覆盖了整个冰巨星的热流体海洋。
《星际同盟太空舰队》大角星特混舰队派出的无人侦察舰，在抵近观察观测中发现冰巨星牧夫座η-l星的磁场是奇特的，并不在行星上的几何中心位置，而是相对于自转轴向南极方向倾斜了9°。磁极从行星的中心偏离，往南极达到行星半径的1/3。这异常的几何关系导致一个非常不对称的磁层，在南半球的表面，磁场的强度低于0.1高斯，而在北半球的强度高达1.1高斯。整个行星表面的平均磁场强度为0.23高斯。相对于地球的磁场两极的磁场强度大约相等，“磁赤道”大致上与物理赤道平行的均匀磁场分布，冰巨星牧夫座η-l星的偶极矩是地球的50倍。
冰巨星牧夫座η-k星也有一个相似的偏移和倾斜的磁场，部分人类天文学家认为，这是冰巨星的特殊共同点。不同于固态类地行星和气态巨行星的磁场是由行星中心内部引发，冰巨星的磁场是由相对于表面下某一深度的运动引起的，例如水–氨热流体海洋。尽管有这样奇特的基准线，冰巨星牧夫座η-l星的磁层在其面向主恒星方向，位于23个牧夫座η-l星半径之处有弓形震波，磁层顶在18个牧夫座η-l星半径处，并发展出完整的磁尾和辐射带。
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