科学家发现土星内部有个巨大的弥漫核心

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科学家的深入分析结合美国航天局卡西尼号(Cassini)太空船取得土星的数据显示,土星有一个缺乏清晰边界的弥漫核,核的大小一直延伸至土星半径的约60%,这显然远远大于之前的估算。 此次是对土星内部结构的全新认知,也是对标准行星形成模型的一次挑战,同时也对土星的形成历史提供了新的、关键性的约束。

巨大行星的内部结构通常需要借助环绕它飞行的探测宇宙飞船进行观测,再对它的重力场详细结构和形状加以研究来确定。 然而,行星核(行星最中心部分)对行星重力场造成的扰动十分微弱,这会限制确定其内部结构时所能达到的精确度。 卡西尼号宇宙飞船1997年发射到土星的轨道,是二十世纪最后一艘行星际探测的太空船。 2017年它的燃料将尽,科学家控制向土星坠毁,任务至此结束。 不过此前其发回的大量科学数据,科学家仍然在分析。

其中一项数据显示,土星有一个缺乏清晰边界的弥漫核,而其会限制土星的形成和演化。 为了更明确土星的内部结构及演化过程,美国加州理工学院研究人员基斯杜化·曼科维奇(Christopher Mankovich)与占·弗勒(Jim Fuller)以前所未有的详细程度研究了土星内部。 这颗气态巨大行星一般认为有一个金属核,核周围有一个主要由氢和氦组成的包层。 但通过重力数据与土星环震的观测数据相结合,研究团队提供了对土星内部结构的新认知。

研究人员发现,土星核的大小一直延伸至土星半径的约60%,并且土星核是由混合了氢、氦的弥漫物质与重金属共同组成,核与包层之间并没有清晰的界限。 此外,重元素的逐渐分布限制了土星的混合过程,这可能是行星原始结构和吸积历史的特定反应。

研究人员表示,是土星环的振盪为土星内部结构提供了新认识。 他们认为,此次确定土星内部结构及演化是对标准行星形成模型的一次挑战,同时也对土星的物质吸积历史提供了一个重要约束。 【图:美国加州理工学院;文:节录自科学网页;新闻资讯由林景明提供】研究全文刊登在2021年8月16日出版的《自然-天文学》期刊 标题是:A diffuse core in Saturn revealed by ring

【图:美国加州理工学院; 文:节录自科学网页; 新闻资讯由林景明提供】研究全文刊登在2021年8月16日出版的《自然-天文学》期刊 标题是:A diffuse core in Saturn revealed by ring

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