既然木星、土星都是气态行星，那么为什么它们的星体组织不会不断逸散到太空中？
这个问题非常有意思，它触及了气态行星稳定性的核心。很多人觉得既然是“气态”，那不就应该像一团气体一样容易散开吗？但实际上，木星和土星之所以能牢牢地 удерживать свои массивные газовые оболочки，是多种强大因素共同作用的结果，绝不是简单的“气体不散”这么简单。
咱们就来好好掰扯掰扯，为什么这些庞然大物不会轻易“蒸发”到宇宙中去：
1. 它们那压倒一切的“引力大王”——质量与引力
首先，也是最关键的一点，就是它们的质量。木星和土星是太阳系中最大的两颗行星，质量分别约为地球的318倍和95倍。你能想象一下，这个质量有多惊人吗？
强大的引力井： 如此巨大的质量意味着它们产生了极其强大的引力。你可以把行星想象成一个非常深的“引力井”。要想从这个井里“跳”出去，你需要非常非常大的能量。行星上的气体分子就像无数个小弹珠，它们一直在那里运动，有快有慢。只有那些运动速度快到一定程度，并且恰好朝向太空方向的气体分子，才有可能克服行星的引力“逃逸”出去。
逃逸速度： 对于像木星和土星这样的巨行星来说，它们的逃逸速度非常高。你可以理解为，你需要以相当快的速度才能从它们的表面（或者更确切地说，从它们的引力束缚中）挣脱出来。地球的逃逸速度大约是每秒11.2公里，而木星的逃逸速度高达每秒60公里左右！这意味着，绝大多数木星和土星大气层中的气体分子，其运动速度远远达不到逃逸所需的这个数值。
相对密度的影响： 虽然它们是气态行星，但它们的密度可不像我们平时见的空气那么低。因为内部巨大的压力，气体被压缩得非常紧实，尤其是在行星的内部。虽然最外层的大气密度较低，但整体而言，它们的引力能够有效地束缚住大部分物质。
2. 行星内部的“冷却与压缩”——热力学与压力
你可能会问，既然气体分子总是在运动，而且有温度，总会有一些运动得足够快吧？确实，总会有少数极少数的分子速度够快。但是，行星内部的结构和环境也在阻止这种逸散：
内部压力与温度梯度： 气态行星的内部压力随着深度急剧增加。这种巨大的压力会将气体压缩得非常致密。同时，虽然外层温度较低，但越往里温度越高。这种温度梯度意味着，在行星的外层，虽然有些气体分子速度快，但在更深处，它们又会被高压和高温推回来，或者能量不足以穿过那么厚的、由更致密气体组成的层。
热量流失的速度： 虽然行星一直在向太空散发热量，但它们自身质量巨大，内部储存的热量非常多。而且，就像我们上面说的，逸散到太空中的气体分子需要克服巨大的引力，这个过程本身就需要大量的能量。行星内部产生的热量，虽然会驱动大气的运动，但不足以让足够多的气体分子达到逃逸速度并成功逃逸。简单来说，气体产生和运动的速度，远小于引力束缚它们的速度。
3. 行星磁场的“保护罩”——电磁力的作用
这一点对于木星和土星尤其重要，因为它们拥有非常强大的磁场。
磁层： 木星和土星都拥有强大的全球性磁场，比地球的磁场强得多。这些磁场向外延伸，形成一个巨大的磁层，包裹着行星。
带电粒子与太阳风： 行星大气层中存在大量的带电粒子，比如被太阳辐射电离的氢和氦原子。当这些带电粒子受到太阳风（来自太阳的带电粒子流）的冲击时，它们会在行星磁场的引导下，沿着磁力线运动。
偏转与捕获： 行星的磁场能够有效地偏转大部分来自太阳风的带电粒子，保护行星的大气层免受这些高能粒子的侵蚀和剥离。同时，有些被捕获的带电粒子会在行星的磁层中循环，甚至被加速，但绝大多数并不会直接逸散到太空。想象一下，磁场就像一个巨大的盾牌，将那些想要逃逸的带电粒子“挡”在外面，或者把它们困在行星的轨道上。
4. 分子运动与逃逸速度的概率问题
我们知道，任何物质都由不断运动的分子构成。在任何温度下，分子运动的速度分布都是一个概率分布（例如麦克斯韦玻尔兹曼分布）。这意味着，总会有一些分子运动得比平均速度快得多，甚至远超平均速度。
数量的对比： 问题在于，即使有少数气体分子速度足够快，能够达到或超过行星的逃逸速度，但与行星大气层中总的分子数量相比，这个比例是微乎其微的。
能量的传递： 能量在气体分子之间不断传递。即使某个分子获得了足够的能量准备逃逸，它也可能在撞击中把能量传递给其他分子，从而减慢速度。行星的巨大质量意味着它储存的动能远超任何单个分子或一小部分分子所能获得的能量。
5. 漫长的时间尺度与演化
虽然我们说行星大气层在逸散，但这个过程是极其缓慢的。
地质时间尺度： 行星逸散物质到太空是一个非常缓慢的过程，通常需要以亿年甚至更长的时间尺度来衡量。在太阳系的46亿年历史中，木星和土星确实会缓慢地损失一些物质，但这个损失量相对它们的整体质量而言，可以说是微不足道的。
行星的形成与稳定： 行星在形成初期可能还会经历更剧烈的物质损失，但一旦它们进入一个相对稳定的轨道和环境，逸散的速度就会大大减缓。
总结一下：
所以，木星和土星的庞大气体外壳之所以不会轻易散逸，不是因为它们是“固体”的，而是因为：
惊人的质量和由此产生的强大引力 是最根本的束缚。
行星内部巨大的压力和温度梯度 进一步压缩和限制了气体分子的自由运动。
强大的磁场 起到了关键的保护作用，偏转和捕获带电粒子。
分子运动速度分布的概率特性 决定了即使有少数分子速度快，其比例也极低。
漫长的时间尺度 说明了逸散是一个非常缓慢的过程，不足以在行星的整个生命周期内造成显著的质量损失。
它们就像一个拥有超乎想象的重力的超级吸尘器，同时被一个强大的防护罩（磁场）保护着，内部的物质虽然在“躁动”，但不足以挣脱这双重束缚。正是这些因素的综合作用，才使得这些巨大的气态行星能够稳定地存在于宇宙之中。
咱们就来好好掰扯掰扯，为什么这些庞然大物不会轻易“蒸发”到宇宙中去：
1. 它们那压倒一切的“引力大王”——质量与引力
首先，也是最关键的一点，就是它们的质量。木星和土星是太阳系中最大的两颗行星，质量分别约为地球的318倍和95倍。你能想象一下，这个质量有多惊人吗？
强大的引力井： 如此巨大的质量意味着它们产生了极其强大的引力。你可以把行星想象成一个非常深的“引力井”。要想从这个井里“跳”出去，你需要非常非常大的能量。行星上的气体分子就像无数个小弹珠，它们一直在那里运动，有快有慢。只有那些运动速度快到一定程度，并且恰好朝向太空方向的气体分子，才有可能克服行星的引力“逃逸”出去。
逃逸速度： 对于像木星和土星这样的巨行星来说，它们的逃逸速度非常高。你可以理解为，你需要以相当快的速度才能从它们的表面（或者更确切地说，从它们的引力束缚中）挣脱出来。地球的逃逸速度大约是每秒11.2公里，而木星的逃逸速度高达每秒60公里左右！这意味着，绝大多数木星和土星大气层中的气体分子，其运动速度远远达不到逃逸所需的这个数值。
相对密度的影响： 虽然它们是气态行星，但它们的密度可不像我们平时见的空气那么低。因为内部巨大的压力，气体被压缩得非常紧实，尤其是在行星的内部。虽然最外层的大气密度较低，但整体而言，它们的引力能够有效地束缚住大部分物质。
2. 行星内部的“冷却与压缩”——热力学与压力
你可能会问，既然气体分子总是在运动，而且有温度，总会有一些运动得足够快吧？确实，总会有少数极少数的分子速度够快。但是，行星内部的结构和环境也在阻止这种逸散：
内部压力与温度梯度： 气态行星的内部压力随着深度急剧增加。这种巨大的压力会将气体压缩得非常致密。同时，虽然外层温度较低，但越往里温度越高。这种温度梯度意味着，在行星的外层，虽然有些气体分子速度快，但在更深处，它们又会被高压和高温推回来，或者能量不足以穿过那么厚的、由更致密气体组成的层。
热量流失的速度： 虽然行星一直在向太空散发热量，但它们自身质量巨大，内部储存的热量非常多。而且，就像我们上面说的，逸散到太空中的气体分子需要克服巨大的引力，这个过程本身就需要大量的能量。行星内部产生的热量，虽然会驱动大气的运动，但不足以让足够多的气体分子达到逃逸速度并成功逃逸。简单来说，气体产生和运动的速度，远小于引力束缚它们的速度。
3. 行星磁场的“保护罩”——电磁力的作用
这一点对于木星和土星尤其重要，因为它们拥有非常强大的磁场。
磁层： 木星和土星都拥有强大的全球性磁场，比地球的磁场强得多。这些磁场向外延伸，形成一个巨大的磁层，包裹着行星。
带电粒子与太阳风： 行星大气层中存在大量的带电粒子，比如被太阳辐射电离的氢和氦原子。当这些带电粒子受到太阳风（来自太阳的带电粒子流）的冲击时，它们会在行星磁场的引导下，沿着磁力线运动。
偏转与捕获： 行星的磁场能够有效地偏转大部分来自太阳风的带电粒子，保护行星的大气层免受这些高能粒子的侵蚀和剥离。同时，有些被捕获的带电粒子会在行星的磁层中循环，甚至被加速，但绝大多数并不会直接逸散到太空。想象一下，磁场就像一个巨大的盾牌，将那些想要逃逸的带电粒子“挡”在外面，或者把它们困在行星的轨道上。
4. 分子运动与逃逸速度的概率问题
我们知道，任何物质都由不断运动的分子构成。在任何温度下，分子运动的速度分布都是一个概率分布（例如麦克斯韦玻尔兹曼分布）。这意味着，总会有一些分子运动得比平均速度快得多，甚至远超平均速度。
数量的对比： 问题在于，即使有少数气体分子速度足够快，能够达到或超过行星的逃逸速度，但与行星大气层中总的分子数量相比，这个比例是微乎其微的。
能量的传递： 能量在气体分子之间不断传递。即使某个分子获得了足够的能量准备逃逸，它也可能在撞击中把能量传递给其他分子，从而减慢速度。行星的巨大质量意味着它储存的动能远超任何单个分子或一小部分分子所能获得的能量。
5. 漫长的时间尺度与演化
虽然我们说行星大气层在逸散，但这个过程是极其缓慢的。
地质时间尺度： 行星逸散物质到太空是一个非常缓慢的过程，通常需要以亿年甚至更长的时间尺度来衡量。在太阳系的46亿年历史中，木星和土星确实会缓慢地损失一些物质，但这个损失量相对它们的整体质量而言，可以说是微不足道的。
行星的形成与稳定： 行星在形成初期可能还会经历更剧烈的物质损失，但一旦它们进入一个相对稳定的轨道和环境，逸散的速度就会大大减缓。
总结一下：
所以，木星和土星的庞大气体外壳之所以不会轻易散逸，不是因为它们是“固体”的，而是因为：
惊人的质量和由此产生的强大引力 是最根本的束缚。
行星内部巨大的压力和温度梯度 进一步压缩和限制了气体分子的自由运动。
强大的磁场 起到了关键的保护作用，偏转和捕获带电粒子。
分子运动速度分布的概率特性 决定了即使有少数分子速度快，其比例也极低。
漫长的时间尺度 说明了逸散是一个非常缓慢的过程，不足以在行星的整个生命周期内造成显著的质量损失。
它们就像一个拥有超乎想象的重力的超级吸尘器，同时被一个强大的防护罩（磁场）保护着，内部的物质虽然在“躁动”，但不足以挣脱这双重束缚。正是这些因素的综合作用，才使得这些巨大的气态行星能够稳定地存在于宇宙之中。
网友意见
气体分子的动能为
得到气体的热速度,
为气体分子的分子量，mH为氢原子的质量
行星表面的逃逸速度为
一般地
若,该气体会在行星表面一星期内逃逸掉
若,该气体可在行星表面保留1000年
若,则可以保留10^8年
若，则可认为行星能永远保留该气体
木星土星是典型的气态行星，它们的组成主要是氢和氦(氢和氦不一定是气体，可能是处于不同相态的，与具体的状态方程有关)，这里考虑木星大气层的氢气和氦气。
木星的逃逸速度为59.5km/s,土星的逃逸速度为35.5km/s
取木星和土星的平均表面(1bar 压强处)进行计算，算得氢气(H2)和氦气的热速度为
明显地，氢气氦气的热速度比木星土星的逃逸速度的1/6还小，所以可以认为木星和土星能永久保留它们的大气。
更进一步可以得到，在行星表面永久保留的气体所要求的最低分子量：
行星的表面温度(只接受太阳辐射的部分，不考虑行星内部热源)
最终得到
对于地球(现在的平均温度为288K)，，则表示只有分子量大于2.07的气体，地球才可能永久地保留住。
实则上，这里只考虑行星接受恒星辐射是不太合理的，例如木星与土星由于不断收缩，引力势能释放出的热量比它们从太阳那里得到的还要多，地球在形成的时候，温度比现在高得多，就算经过了几十亿年的冷却，当初星子碰撞积吸的热量现在还有一部分存在于地球内部。同时这里没有考虑到行星的旋转，若行星的自转速度过快，行星体会因离心力而散架，木星现在的自转大约10小时，经过计算，若木星自转快到4小时，木星也会因为自身的离心力而解体。
根据回复，再统一回答一下：
因为气体的运动服从的是麦克斯韦速度分布，有些气体粒子的速度快，有些气体粒子的速度慢，而均方根速度，f(v)则为Maxwell–Boltzmann分布函数，具体函数见
Maxwell重点不在于热速度(均方根速度)是否大于逃逸速度，而在于热速度(均方根速度)与逃逸速度的比值，因为热速度只是一个均方根值，总有大于此速度的气体粒子，而这些粒子带有更高的能量，更容易逃离行星的引力，是行星大气逃逸的主力军。遗憾的是，没有找到说明比值与逃逸时标的论文，以后找到会附上。
另外，离心力是惯性力，在中学就强调离心力不是存在的，原因有两个：1.确实不存在，2.中学没有强调惯性系与非惯系。
牛顿力学只能是惯性系中成立，而实际很多情况遇到的都是非惯性系(有加速与旋转)，实际上宇宙中也不存在真正的惯性系，为让牛顿力学在非惯性系中成立，就引入惯性力，从而使非惯性系在数学上转为惯性系。
实则上这个问题只有大二的天体物理课的水平，没啥技术含量。当初答这个问题，只因为见到某些答案纯粹抖机灵，还用一些嘻嘻哈哈的方式来回答问题，所以觉得应该给出一个正经的回答。
参考资料 《Solar system Astrophysics》Eugene F. Milone & William J. F. Wilson
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