各大行星间有哪些不同之处？
太阳系外侧的四大行星在许多地方都与地球迥异，同时又与较靠近
太阳的几颗行星有许多相似之处。例如，它们的密度都小于地球，这就
表明它们的组成成分与地球截然不同。这一点将在后面章节中介绍。此
外，它们都具有巨大而厚实的大气层，外围罩有终久不散的浓云，看起
来就好像是这些星体的外衣（我们无法看到这些星体的真正外表）。
四大行星中距离太阳最近的要算是木星了。它从太阳那里获得的能
量最多。因此，它的大气层总是风暴漫卷，其中最主要的要算是龙卷风
了。这种龙卷风比地球上的龙卷风要大得多。人们由其颜色而称之为“大
红斑”。这一现象最先是由英国科学家罗博特·胡克于1664 年发现的。
土星和天王星比木星要安静得多。但人们通过“旅行者-2 号”探测
器于1989 年对位于四大行星最外侧的“海王星”的观测中发现：“海王
星”上的风力与木星不相上下。科学家们无法解释这一现象，同时在“海
王星”上也有和“大红斑”形状相似的“大黑斑”（木星则的的确确是
一个庞然大物，太阳系中除太阳之外，木星占了所有星体质量总和的70
％）。
这些大行星都拥有为数不少的卫星。其中大多数体型较小，不过也
有例外，如伽利略在1610 年发现的木星的四颗卫星的形体都接近甚至超
过了月亮。此外，海更斯于1655 年发现的土星的卫星“土卫六”，英国
天文学家威廉·拉萨尔于1846 年发现的海王星的卫星“海卫一”也都如
此。
上述四大行星中，天王星的自转形态比较特殊，所有行星的自转轴
都或多或少是倾斜的。比如说地球，其自转倾角约为25 度，土星和海王
星也差不多。木星也有自转倾角，只不过没地球的自转倾角那么大而已。
而天王星的自转倾角竟接近180 度，以至于我们观测到的天王星好像是
在“躺”着围绕太阳旋转。天王星的公转周期为84 年，在前半周的42
年中，其北极直指太阳，而在后半周的42 年中，其南极直指太阳。据天
文学家们推测，行星具有自转倾角的原因有可能来自于它们与小型星体
的碰撞。当行星所受某一方向的碰撞大于另一方向的碰撞时，将产生向
该方向的倾斜，从而造成自转轴的倾斜。根据这一推断，天王星很可能
在某一侧所受的碰撞力远远大于另一侧所受的碰撞力，才造成如此大的
自转倾角。
在这四大行星中，土星最具研究价值。当伽利略首次利用自己的天
文望远镜对其进行观测时，它还是人们所知距太阳最远的行星。限于条
件，伽利略也无法对其进行仔细研究，即使如此，他仍发现：在土星两
侧各有一大块突起。难道土星是由三部分组成的？这使伽利略大惑不
解，最终，他于1612 年放弃了进一步的研究。1614 年，德国天文学家克
里斯托弗·斯更那通过天文望远镜观测到所谓土星两侧的“突起”就像
是一个茶杯把儿一样的东西。这一悬念一直未能得到解决。直至1655 年，
海更斯在观测时发现：有一条“环状带”围绕着土星，但又未与其接触。
1675 年，卡西尼注意到该“环状带”好像被一劈两半，中间出现了一条
“黑色斑纹”。这条“斑纹”被称为“卡西尼环缝”，此名称一直沿用
至今。

土星光环比土星本体还要亮，并且十分庞大。利用天文望远镜来观
测，它们共同显现出一种奇妙而绚丽的光彩。土星光环长端直径为27.2
万公里，这得需要21.5 个像地球这么大小的球体排成一队才能从土星光
环的一头走到另一头。光环的宽度是土星的2 倍还要多，当然，它们很
薄，就像一张正在播放着的唱片，其质量只占土星本体质量的一小部分。
土星光环究竟是什么呢？它是不是以一个完整的环状形态存在呢？
1859 年，英国数学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦指出，如果土星光环是
完整的，那么土星本体的潮汐作用将不停地、有力地迫使其来回振荡，
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