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Un pianeta gigante gassoso (abbreviato come gigante gassoso in assenza di ambiguità), chiamato anche pianeta gioviano o anche pianeta gigante gioviano in riferimento a Giove , è un pianeta gigante composto essenzialmente da idrogeno ed elio . I giganti gassosi sono infatti costituiti da gas solo fino ad un certo spessore, al di sotto il loro materiale è liquido o solido.
Il Sistema Solare ha due rappresentanti di questa categoria : Giove e Saturno .
Nel 1952, lo scrittore di fantascienza James Blish ha coniato il nome di " gas gigante ", usato per indicare i grandi non telluriche pianeti nel sistema solare . Il nome di questa classe era allora sinonimo di " pianeta gigante ". Tuttavia, alla fine degli anni '40, divenne chiaro che la composizione di Urano e Nettuno è molto diversa da quella di Giove e Saturno . Sono essenzialmente costituiti da composti più pesanti dell'idrogeno e dell'elio e come tali costituiscono un gruppo distinto di pianeti giganti . Poiché, durante la loro formazione, Urano e Nettuno hanno incorporato materiali sotto forma di ghiaccio o gas intrappolati nell'acqua ghiacciata, e che questi pianeti sono quindi composti da elementi volatili più pesanti dell'idrogeno e dell'elio - come l' acqua , il metano e l' ammoniaca - e chiamati nelle scienze planetarie si usava il ghiaccio , il “ gigante di ghiaccio ”. L'uso più antico conosciuto di " gigante di ghiaccio " è intorno al 1978 e il termine è diventato di uso comune negli anni '80.
Giove e Saturno sono costituiti principalmente da idrogeno ed elio, con gli elementi più pesanti che rappresentano solo tra il 3 e il 13% della loro massa . La loro struttura interna sarebbe formata da uno strato esterno di idrogeno molecolare gassoso, che diventerebbe liquido con la profondità, sormontando uno strato di idrogeno metallico liquido che circonda probabilmente un nucleo di rocce e ghiaccio.
Lo strato più esterno, ovvero l' atmosfera , è caratterizzato dalla presenza di numerose fasce nuvolose composte in particolare da acqua e ammoniaca .
In una parte dello strato liquido non metallico, idrogeno ed elio si separano. Questa immiscibilità , prevista teoricamente dagli anni '70 e verificata sperimentalmente nel 2021, dovrebbe interessare uno spessore di circa il 15% del raggio gioviano . Potrebbe spiegare il deficit dell'atmosfera gioviana in elio e neon , e l'eccesso di luminosità di Saturno.
Lo strato di idrogeno metallico rappresenta il "corpo" di questi pianeti, e il nome metallico deriva dal fatto che si trova in una zona dove la pressione è tale che l'idrogeno si comporta come un conduttore elettrico .
Il nucleo centrale sarebbe costituito da una miscela di elementi più pesanti (in particolare rocciosi o metallici) a temperature ( 20.000 K ) e pressioni tali che le loro proprietà sono poco note.
In base alla loro temperatura superficiale , i giganti gassosi si dividono (da più caldo a più freddo) in Giove caldo , Giove caldo , Giove temperato e Giove freddo . La temperatura varia molto, con una media di circa -110 C°.
I pianeti giganti gassosi più massicci sono chiamati super-Giove , o pianeti supergioviani, mentre quelli più piccoli di Giove e Saturno possono essere chiamati sub-Giove o pianeti subgioviani.
Esistono pianeti di questo tipo particolarmente ricchi di elio , o addirittura composti quasi esclusivamente da questo gas: si parla quindi di pianeti ad elio .