木星与土星的内部结构

探测太阳系中气态巨行星的内部并非易事。它需要一组精确的测量数据，结合用于推断行星成分及其深度依赖性的理论模型。木星和土星的质量分别为 317.83 和 95.16 个地球质量，且数十年来我们已知它们主要由氢和氦组成。重元素（所有比氦更重的元素）的质量及其在行星内的分布尚不确定。尽管重元素并非木星和土星中的主要物质，它们却是理解其形成与演化历史的关键。行星内部结构由理论模型推断，这些模型利用氢、氦、它们的混合物以及较重元素（通常为岩石和/或冰）的理论状态方程（EOSs）来拟合可用的观测约束。然而，行星结构并无唯一解，结果依赖于所使用的 EOSs 以及建模者施加的模型假设。可能影响推导内部结构的主要模型假设包括层数、行星内的热传输机制（及其熵）、核的性质（致密 vs. 稀释）以及两个包层之间分离的位置（压力）。另一些替代结构模型假设层间分界较不明显和/或重元素的非均匀分布。如今，借助 Juno 和 Cassini 任务对木星和土星引力场的精确测量，结构模型可得到进一步约束。与此同时，这些测量也给行星建模者带来了新的挑战。