科学家通过研究木星的相关资料后推测，大红斑是木星内部温度最高的地方。木星内部的物质形成柱状旋涡，不断向外喷发，柱状旋涡与大气发生作用形成橘红色物质。
此外也有科学家认为，大红斑就是由带橘红色的一氧化碳的旋涡在木星大气层移动形成的。还有科学家认为，大红斑是木星产生卫星的地方。
鉴于木星是一个狂风狂飙肆虐的地方，因此也有人设想，大红斑可能是巨大的风暴，从外面看是一个强大的旋涡，或者是一团沿逆时针方向迅速旋转并猛烈上升的强气旋。因气旋中含有红磷化合物，所以呈橘红色。
以上的说法都只是推测，还缺乏强有力的证据，有待于进一步证实。
（3）地球的“保护伞”
凝望夜空，木星只是一个针眼般大小的亮点，很难让人相信它对地球的影响会如此之大。毕竟这颗庞大的行星距离地球6.28亿千米，是地球与太阳之间距离的4倍。天文学家认为人类应当将自身的存在归功于这个由氢和氦组成的庞大“气球”。在把彗星对地球的撞击减轻到最低程度方面，木星功不可没。它的强大引力将诸如彗星这样的太空碎片清除得干干净净，为生命在地球上的演化创造了一个安全的环境。
纵观太阳系的历史，木星曾经扰乱了无数天体的运行轨道，由于木星的质量是地球的318倍，所以木星会对环绕它运行的天体产生巨大的引力。1994年7月，“苏梅克-利维9号”彗星被木星的引力牵引，偏离轨道进入木星的大气层，最终同木星发生一连串猛烈的大碰撞，撞击升起的蘑菇云有如地球般大小，释放的能量相当于每秒引爆一颗美国在广岛投下的原子弹。巨大的爆炸力将彗星撕成了碎片，这些碎片在太空中绵延数百万千米。这颗彗星最后在木星大气层中留下了半个地球大小的痕迹，直到一年之后才渐渐消失。当时很多天文学家和天文爱好者都观察到了这壮观的一幕。
如果木星没有拦下这颗彗星，让它笔直撞上地球，那就是我们的末日了。长久以来，木星强大的引力将许多天体朝太阳所在的方向抛去，使它们就此毁灭，这个过程同科学家利用行星引力将宇宙飞船弹往目的地的快捷轨道相似。不仅如此，木星还会把一些天体弹出太阳系。木星就像一个太空交通警察，指挥着那些四处乱飞的太空碎片。天文学家认为木星至少为地球做了两件好事：当地球需要时，它将天体送入地球轨道；而一旦天体威胁到地球的安全时，则将它们清除干净。
我们真的是非常幸运，因为木星不仅在19年前救了我们一次，它已经救了我们千百次，从太阳系形成之初就已经是如此。在太阳系形成之初，小行星是如此之多，剧烈的撞击导致地球无法孕育生命。使小行星数量减少的就是木星，木星的巨大引力将周围的物体吸向它，是木星让地球得以孕育生命，它为地球挡下了这些小行星“飞弹”，到今天仍是如此。
5.3.2土星
土星是太阳系八大行星中的第二颗大行星，体积仅次于木星，能容纳745个地球，质量是地球的95倍多。土星有明显的环系统，它与木星非常相似，如大气层的结构都是由氢和氦组成，星体表面也是由液态氢和液态氦组成。土星是太阳系卫星数量较多的行星，它的卫星泰坦和恩塞拉都斯，拥有巨大的冰火山，显示出地质活动的迹象；土卫六泰坦是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星（太阳系最大的卫星是木星的木卫三），比水星还要大，而且是太阳系中唯一实际拥有大气层的卫星。
图据计算，土星的半径为6万千米，其中岩石部分的半径均为1万千米。土星环是由几十厘米大小的冰碴儿组成的。因此，如果制作一个直径10米的土星模型，土星环至多不过1毫米的1/2500，这比蜉蝣的翅膀还要薄。除此之外，土星的密度很小，只有0.7×103千克/米3，是八大行星中唯一密度比水小的行星。
（1）土星的光环
土星在古代被叫作“镇星”或“填星”，它运动迟缓，被人们视为掌握时间和命运的象征。罗马神话中称之为“第二代天神克洛诺斯”。无论是东方还是西方，人们都把这颗星和与人类密切相关的农业联系在一起。
土星和它的邻居木星十分相像，都有着美丽的光环，表面也是液态氢和氦的海洋，上方同样被色彩斑斓的云带所缭绕。用望远镜看去，土星好像是一顶漂亮的遮阳帽飘行在茫茫宇宙中，带给人们无限的遐想。土星环是如此美丽，它到底由什么组成，又是怎么形成的呢？
土星的光环主要由碎冰块、岩石块、土星尘埃、颗粒等物质构成，它们排列成一系列的圆圈绕着土星旋转。土星的光环不是一个整体，它包含7层小环。这些光环极薄但很宽，虽然厚不到1千米，却从行星表面朝外延伸约420000千米。
美国“旅行者1号”探测器对土星光环做过近距离观测，发现土星光环的整体形状像一张巨大的密纹唱片，从土星的云层顶端向外延伸。光环的7层小环中最明亮、最宽阔的是A环与B环，在A环与B环之间有一圈黑暗的宽缝，它就是有名的卡西尼环缝。距离土星最近的、亮度最暗的是D环，透明度最高的是C环，A环以外有F、G、E三个环，其中E环处于最外层，十分稀薄和宽广。
土星的光环除了7层小环外，还有更多数不清的细环。这些细环有的很完整，有的却有些残缺。让人眼花缭乱的是，有的光环呈现螺旋转动的波浪状，有的光环呈不对称的锯齿状、辐射状，还有的光环甚至像辫子一样互相交缠着，科学家们对此十分惊异。
那么，是什么力量将这许许多多的物质约束在细若一线的环内的呢？“旅行者1号”发现，在F环的内外两侧各有一颗守护卫星，在A环的外侧轨道上也有一颗卫星，一些科学家据此认为，正是这几颗处在特殊位置的小天体阻止了土星光环中的物质向外扩散。
（2）土星的卫星
土星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星，周围有许多大大小小的卫星紧紧围绕着它旋转，就像一个小家族。精确的卫星数量尚不能确定，所有在土星环上的大冰块理论上来说都是卫星，而要区分出是环上的大颗粒还是小卫星是很困难的。到2009年，已经确认的卫星有62颗，其中52颗已经有了正式的名称；还有3颗可能是环上尘埃的聚集体而未能确认。
土星的卫星中最著名的是“土卫六”。1655年3月25日，荷兰天文学家惠更斯在用自制的3.7米长折射望远镜观测土星时，无意中发现了一颗土星的卫星，这颗卫星被命名为泰坦（或译为提坦），它是被人类发现的第一颗土星卫星。泰坦是希腊神话中的女巨神、第二代天神克洛诺斯的妻子。
卫六是目前发现的太阳系卫星中唯一有大气存在的卫星。土卫六的直径为5150千米，是仅次于土卫三的大型卫星。过去，人们认为，土卫六的表面温度不太低，因而推断土卫六上可能有生命存在。“旅行者1号”发现，它有一个浓厚的大气层和一个液态的表面，大气层有400千米厚，大气的主要成分是氦，占大气的98％，还有少量的乙烷、乙烯及乙炔等气体。然而，由于它和太阳相距遥远，高层大气的温度为-100℃，底层大气的温度约-180℃。在这样的环境下，“旅行者1号”未发现任何生命存在的痕迹。
5.3.3天王星
天王星是太阳系由内向外的第七颗行星，其体积在七大行星中排名第三，质量排名第四（比木星、土星和海王星轻），直径是地球的两倍。天王星与其他行星不同，它像一块蓝色的圆形云石，异常美丽。天王星显蓝色是其外层大气层中的甲烷吸收了红光的结果。
天王星和海王星的密度、组成成分、内部结构及大气构成不同于木星和土星。天王星大气的主要成分是氢和氦，但是与巨行星木星和土星不同的是，它还包含着高比例的由水、氨、甲烷等结成的“冰”与可以探测到的碳氢化合物。天王星的环系统在行星中非常独特，因为它的自转轴斜向一边，几乎就躺在其公转的轨道平面上，因而它的南极和北极也躺在其他行星的赤道位置上。从地球看，天王星的环像环绕着标靶的圆环，它的卫星则像环绕着钟的指针。
（1）天王星的发现
天王星是第一颗在现代被发现的行星，虽然它的光度与五颗传统行星一样，但由于较为黯淡而未被古代的观测者发现。
人们常说，天王星的发现是个偶然，其实在这个偶然的背后，却是几十年如一日的钻研。
1781年3月13日是天文史上一个值得纪念的日子：在这一天以前，人类观测过太阳表面的黑子、月亮上的环形山、木星的光环，但是从来没有想到过土星的轨道之外还有行星。而这一天威廉·赫歇耳发现了一颗新的行星，一下子把太阳系的区域扩大了一倍。新行星的命名是一件大事，天文学家波德建议用天神乌兰纳斯来命名这颗新行星，并得到了大家的公认，中文译为天王星。
（2）天王星的特征
天王星是在土星外面绕太阳公转的，公转周期为84.01个地球年。天王星自转方式非常奇特，就像一个耍赖的小孩躺在地上打滚似的，天王星横躺在轨道上一边打着滚，一边绕太阳转圈。天王星如此运动的结果造成天王星上的春秋两季有着快速的昼夜交替，约每隔16.8小时太阳就升起一次。而冬夏两季和春秋两季则截然不同，当天王星的南半球对着太阳时，南半球处于夏季，这时期的太阳总是在南半球上空转圈子，永不下落，整个夏季南半球始终是白昼。这时背向太阳的北半球则处于冬季，整个冬季要度过长达21个地球年的漫长黑夜，难怪有人把天王星称为“一个颠倒的行星世界”。
在八大行星中，假如把木星称为“热行星”的话，那么天王星就是“冷行星”了。虽然，它与太阳的距离要比海王星近1倍，但其表面温度却与海王星一样，比冥王星高不了多少。通过对它辐射能的测定得知，其辐射的能量只有6％来自星体内部，而木星、土星、海王星却有40％。由此可见，天王星是太阳系中唯一缺乏内部热能的行星。按照现行的天王星结构模型推算，它的中心温度只有约6000℃，远远低于其他行星。另外，在其核外是一层厚达1万多千米的幔。与众不同的是，这层幔是由水冰、氨冰和甲烷冰组成的。这层厚厚的冰层足以使天王星变得“冷酷无情”。要从根本上说明天王星的冷，还得追溯到它的起源与演化历史。有人认为它是由无数彗星聚合而成的，而彗星正是一颗颗冰冷的“脏雪球”。也有人认为，它的倾斜的自转轴暗示在它演化的早期曾受到过一次猛烈的碰撞，这一撞虽未致命，但却损失了大部分热能，使它变冷。
5.3.4海王星
海王星是环绕太阳运行的第八颗行星，是围绕太阳公转的第四大天体。海王星在直径上小于天王星，但质量比天王星大，海王星的质量大约是地球的17倍，而天王星因密度较低，质量大约是地球的14倍。海王星的大气层85%是氢气，13%是氦气，2%是甲烷，除此之外还有少量的氨气。同天王星一样，海王星的外观也为蓝色，不同的是天王星是柔和的青色，而海王星是活泼的淡青色。海王星有着黯淡的天蓝色圆环，但与光芒四射的土星环比起来却相去甚远。
（1）笔尖上的行星
海王星的发现证明了牛顿万有引力理论在太阳系中的权威性。这是用理论和天文现象，通过计算做出预言，然后在观测中得到证实的一个例证，是唯一利用数学预测而非有计划地观测发现的行星。
1821年，德国人布瓦尔德在编制星表时发现天王星的运行轨道不是完美的椭圆。贝塞尔提出，在天王星附近可能有一个未知行星干扰其运动。1845年10月，英国剑桥大学的学生亚当斯根据万有引力定律和天王星的已知轨道算出了未知行星的位置，并把结果送交英国皇家天文台的爱勒，但后者对这个年轻人的计算结果将信将疑。1846年7月至8月，法国人勒威耶根据同样的计算方法得出了未知行星的位置，柏林天文台台长加勒接到勒威耶的来信后立即观察，发现了一颗新的行星——海王星。这一消息公布时，英国的天文学家们还只是进行观察的准备工作。
海王星距离太阳30个天文单位（1个天文单位≈1.4958×1011米），它虽然辐射出较多的热量，但仍远不及木星和土星。海王星已知有13颗卫星，最大的崔顿仍有活跃的地质活动，有着喷发液态氮的间歇泉，它也是太阳系内唯一逆行的大卫星。在海王星的轨道上有一些1∶1轨道共振的小行星，组成了海王星特洛伊群。
（2）到海王星上去“做客”
“旅行者2号”宇宙探测器自1977年发射升空后就创造了许多奇迹。1981年它与土星相遇，1986年与天王星交会，1989年8月又成功地“做客”海王星和海王星最神秘的卫星“海卫一”以及另外7颗较小的卫星。
当“旅行者2号”抵达海王星时，它那台经历了长途跋涉的摄像机勉强拍摄了这颗亮度只有地球1％的行星照片，探测器内的无线电发射机只能依靠20瓦灯泡那样微弱的能源发回信息，而当微弱的信号经过4小时传送到地球后，它的能量已经减弱了许多。然而，经过地球上超级计算机的处理，居然把“旅行者2号”飞掠海王星所获得的照片复原得如同直接拍摄的一样清晰，使地球上的人能第一次目睹海王星的尊容。