漫话行星（4）
胡经国
（续前）
九、行星指数
1、行星指数的定义
行星指数（Planet Index），是指用来表征行星“场势”强弱的参数，用X表示。
若天体的“万有引力场势”U = -GM / R，则：
X=［-GM（地球）/ R（地球）] ∕ [-GM（天体）/ R（天体）]
式中，
G为天体表面的平均重力加速度；
M为天体的质量；
R为天体的平均半径。
之所以用U（地球）/ U（天体）来定义X，而不是用更为常规的U（天体）/ U（地球），是为了尽量避开比1小的数，为表征行星“场势”强弱带来方便。
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；而行星指数越小的天体，则其体积、质量、引力和内热就越大，形态就越规则，呈现为球体或椭球体。
行星是不能发生热核反应的天体，其行星指数X大于0.00177525。
2、行星指数的应用
根据行星指数X可以对天体进行分类，可以估算行星核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。
⑴、对天体进行分类
借助行星指数可以划分出行星与恒星；并且还能进一步细化行星分类，但是却不能细化恒星分类。这是因为，恒星的演化过程往往伴随着激烈的质量和体积的改变。
行星细分出小行星与陨星；这即是理论所需，也是实情所需。陨星的直径一般小于28公里，其轨道近乎混沌，极易受到大天体左右，而与之相撞。相比而言，小行星的运转则较为稳定。
按照行星指数的大小，行星又可细分为：褐矮星、巨行星、主行星、矮行星、小行星和陨星。
按照运动状态和所处位置的不同，行星还可细分为：（常）行星（可以是以上6种行星中的任何一种）、卫星（可以是以上6种行星中的任何一种）、和彗星（多是以上6种行星中的小行星和陨星）。
⑵、估算天体（行星）核心温度
天体核心温度TH按下式估算：
TH=TH⊕/sqrt(X)
式中，TH⊕为地球核心温度；⊕代表地球。
一般可以借助行星指数X较为准确地估算出巨行星、主行星、矮行星和小行星的天体核心温度TH。但是，其它类型的天体套用此公式则明显不适用。
⑶、估算行星的磁场强度
凡是自转得太慢的天体、个头（体积）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，太阳系中具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。
⑷、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，而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，但是已经起不到屏蔽恒星风和保护星表的作用，可以认为该行星没有磁层。
在磁鞘顶处，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。
磁层顶距和磁鞘距都是针对行星的“向阳面”而言的，两者均会随行星与所绕行恒星的距离的变化而变化。
⑸、推断天体的大气层类型和不规则度
①、天体的个头（体积）不管有多小，在它的周围都会或多或少附集着一些气体、尘埃或等离子体，绝对没有大气的天体是不存在的。
②、在3K～6600K的温度范围内，恒星和褐矮星的大气层属于稠密型；巨行星的大气层属于稠密型或浓厚型；主行星的大气层属于四种大气层类型中的任何一种；矮行星的大气层属于浓厚型、稀薄型或者微量型；小行星和陨星的大气层属于微量型。
四种大气层类型为：稠密型、浓厚型、稀薄型、微量型。
③、“Tsh-0max（天体表面最高势温）较小”只是“天体大气层较厚”的必要不充分条件。“地质运动的活跃程度”、“大气组分的熔沸点和水溶性”、“是否有“气海”形成”、“是否有水圈或生物圈”等等诸多因素，都会影响天体的大气厚度。
火星和木卫三由于地质运动不够活跃，“除气效应”不强，因而大气厚度偏小。相反，金星和海卫一由于地质运动较为活跃，因而大气厚度偏大。由于二氧化硫的熔点较低，因而木卫一大气中二氧化硫含量较小。由于二氧化碳的水溶性较大，因而地球原始大气中的二氧化碳大量溶解于海水，被金属离子和生物慢慢固化下来，地球的大气压力和密度才得以降低，演变成为这个样子。相反，金星由于没能形成海洋，因而二氧化碳大量地聚集于空中，大气非常稠密。金星和土卫六由于自转较慢，形成了“气海”，因而大气厚度较为偏大。相反，木卫三由于自转较快（比土卫六快2.23倍），未能形成“气海”，因而大气厚度偏小。
④、天体的引力场只是提供了一个大气分子“逗留的场所”，至于这家“行星旅馆”里是否居住着“气体分子”或者是否住满了“气体分子”以及这些形形色色、秉性各异的“旅客”到底各自会住多久，除了跟“行星旅馆”的星级指标“势温”有关以外，一般还跟“行星旅馆”的公转半径，公转离心率，卫星大小数量和远近，周边宇宙环境，自转快慢，自身表面特征，气体分子的大小和理化特性等等因素有关。
⑹、推断天体的内部结构
天体内部结构模型只适用于具有固体或者液体表面的天体；而对像木星、土星、海王星、天王星等气体行星或者恒星，则明显地不适用。
3、太阳系新格局
按照行星指数的定义，截至到2010年为止，在整个太阳系内一共有：1颗恒星、4颗巨行星、9颗主行星和76颗矮行星，共计有90个大小天体。但是，冥王星仍然不为主行星。
（未完待续）
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