土星大气以氢、氦为主 ， 并含有甲烷和其他气体 ， 大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云 。1973年4月美国发射的行星际探测器先驱者11号发现土星拥有一个由电离氢构成的广延电离层 ， 其高层温度约为97摄氏度 。观测结果表明 ， 土星极区有极光 。目前认为 ， 土星形成时 ， 起先是土物质和冰物质吸积 ， 继之是气体积聚 。因此 ， 土星有一个直径20000公里的岩石核心 。这个核占土星质量的百分之十到百分之二十 ， 核外包围着5000公里厚的冰壳 ， 再外面是8000公里厚的金属氢层 ， 金属氢之外是一个广延的分子氢层 。

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