عملاق الغاز

سيكون كوكب عملاق غازي بارد غني بالهيدروجين، أكبر كتلةً من كوكب المشتري ولكن أقل من 500 كتلة _شمسية ( 1.6 _كتلة شمسية )، أكبر حجمًا من كوكب المشتري بقليل. ^{[ 9 ]} أما بالنسبة للكتل التي تزيد عن 500 كتلة _شمسية ، فإن الجاذبية ستؤدي إلى انكماش الكوكب (انظر المادة المتدهورة ). ^{[ 9 ]}   

يمكن أن يتسبب التسخين الناتج عن تأثير كلفن-هيلمهولتز في أن يشع كوكب غازي عملاق طاقة أكثر مما يتلقاه من نجمه المضيف. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

على الرغم من شيوع استخدام كلمتي "غاز" و"عملاق" معًا، إلا أن الكواكب الهيدروجينية لا يشترط أن تكون بحجم الكواكب الغازية العملاقة المعروفة في المجموعة الشمسية. مع ذلك، تفقد الكواكب الغازية الأصغر حجمًا والكواكب الأقرب إلى نجمها كتلتها الجوية بسرعة أكبر عبر الهروب الهيدروديناميكي مقارنةً بالكواكب الأكبر حجمًا والكواكب الأبعد. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

يمكن تعريف القزم الغازي بأنه كوكب ذو نواة صخرية تراكمت فيه طبقة سميكة من الهيدروجين والهيليوم ومواد متطايرة أخرى، مما ينتج عنه نصف قطر إجمالي يتراوح بين 1.7 و 3.9 أضعاف نصف قطر الأرض. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية معروف يُرجح أنه "كوكب غازي" هو كيبلر-138د ، الذي له نفس كتلة الأرض ولكنه أكبر منها بنسبة 60%، وبالتالي فإن كثافته تشير إلى وجود غلاف غازي سميك. ^{[ 16 ]}

يمكن أن يكون لكوكب غازي منخفض الكتلة نصف قطر يشبه نصف قطر كوكب غازي عملاق إذا كانت درجة حرارته مناسبة. ^{[ 17 ]}

تُعدّ الحرارة التي تتصاعد بفعل العواصف المحلية عاملاً رئيسياً في تشكيل الطقس على الكواكب الغازية العملاقة. ^{[ 18 ]} يتدفق جزء كبير، إن لم يكن كل، من الحرارة العميقة المتسربة من باطن الكوكب عبر عواصف رعدية هائلة. ^{[ 18 ]} تتطور هذه الاضطرابات إلى دوامات صغيرة تُشكّل في النهاية عواصف مثل البقعة الحمراء العظيمة على كوكب المشتري. ^{[ 18 ]} على الأرض والمشتري، يرتبط البرق ودورة الماء ارتباطاً وثيقاً لتكوين عواصف رعدية شديدة. ^{[ 18 ]} خلال العواصف الرعدية الأرضية، يُطلق التكثيف حرارة تدفع الهواء الصاعد إلى الأعلى. ^{[ 18 ]} يمكن لمحرك "الحمل الحراري الرطب" هذا أن يفصل الشحنات الكهربائية إلى أجزاء مختلفة من السحابة؛ ويُشكّل إعادة توحيد هذه الشحنات البرق. ^{[ 18 ]} لذلك، يمكننا استخدام البرق للإشارة إلى مكان حدوث الحمل الحراري. ^{[ 18 ]} على الرغم من أن كوكب المشتري لا يحتوي على محيط أو أرض رطبة، إلا أن الحمل الحراري الرطب يبدو أنه يعمل بشكل مشابه للأرض. ^{[ 18 ]}

البقعة الحمراء العظيمة ( GRS) هي نظام ضغط جوي مرتفع يقع في نصف الكرة الجنوبي لكوكب المشتري. ^{[ 19 ]} تُعدّ البقعة الحمراء العظيمة إعصارًا مضادًا قويًا، يدور بسرعة تتراوح بين 430 و680 كيلومترًا في الساعة عكس اتجاه عقارب الساعة حول مركزها. ^{[ 19 ]} اشتهرت البقعة بشدتها، حتى أنها تتغذى على العواصف المشتريّة الأصغر حجمًا. ^{[ 19 ]} الثولينات هي مركبات عضوية بنية اللون توجد على سطح كواكب مختلفة، وتتشكل نتيجة التعرض للأشعة فوق البنفسجية. تُمتص الثولينات الموجودة على سطح المشتري إلى الغلاف الجوي بفعل العواصف والدوران؛ ويُفترض أن تلك الثولينات التي تُقذف من التربة السطحية تستقر في البقعة الحمراء العظيمة للمشتري، مما يُكسبها لونها الأحمر.

يُؤدي تكثف الهيليوم إلى هطول أمطار من الهيليوم السائل على الكواكب الغازية العملاقة. على كوكب زحل، يحدث هذا التكثف عند ضغوط ودرجات حرارة معينة، حيث لا يختلط الهيليوم مع الهيدروجين المعدني السائل الموجود على سطح الكوكب. ^{[ 20 ]} تسمح المناطق على زحل، حيث يكون الهيليوم غير قابل للذوبان، للهيليوم الأكثر كثافة بتكوين قطرات تعمل كمصدر للطاقة، سواءً من خلال إطلاق الحرارة الكامنة أو بالهبوط إلى أعماق مركز الكوكب. ^{[ 21 ]} يؤدي هذا الانفصال الطوري إلى قطرات من الهيليوم تتساقط كأمطار عبر الهيدروجين المعدني السائل حتى تصل إلى منطقة أكثر دفئًا حيث تذوب فيه. ^{[ 20 ]} نظرًا لاختلاف الكتلة الكلية لكوكب المشتري وزحل، قد تكون الظروف الديناميكية الحرارية في باطن الكوكب بحيث تكون عملية التكثف هذه أكثر شيوعًا في زحل منها في المشتري. ^{[ 21 ]} قد يكون تكثف الهيليوم مسؤولاً عن زيادة إضاءة زحل، وكذلك عن نقص الهيليوم في الغلاف الجوي لكل من المشتري وزحل. ^{[ 21 ]}