不是致密固体核心,新研究:土星核心非常分散且模糊不清

壮观的土星环并不只是装饰品或太阳系地标,还可用来帮助科学家了解土星深处正发生哪些事。最近天文学家通过在土星环内检测到的涟漪图案,进一步指出土星核心其实是由岩石、冰和金属流体组成的模糊“汤状物质”,且始终微微晃荡产生波以影响土星内环。

根据传统行星重力场数据,原本科学家认为土星内部是由镍和铁组成的紧凑核心,且与主要由氢和氦组成的层之间应该有清晰界线,然而加州理工学院团队在分析土星环时却发现,土星核心实际上模糊不清且相当巨大,占了行星宽度60%,相当于地球质量55倍,其中17倍质量由冰和岩石组成,其余由氢和氦流体组成。

当地球上,我们通过地震波穿越物质的波动来回推地底下看不到的结构,而土星虽然没有地震,但从几年前开始,科学家们注意到土星C光环(主环最内侧)出现特殊图案,与卫星引力作用引起的纹路不同,因此团队认为这应该是土星深处振荡形成波、并与环粒子相互作用有关。

研究人员接着分析光环中的波模式,重新创建土星内部新模型,结果表明土星一直在微弱震颤,行星表面每1~2小时移动约1米,整体而言核心物质非常分散。

这项发现可能会挑战当前的气态巨行星自下而上吸积形成模型:没有固态表面、主要由氢和氦组成,且假设这些行星先形成岩石核心,等足够大后开始通过引力吸引大量气体聚集变成巨行星。如果土星核心是像新研究结论指出的模糊,那么这类型行星吸收气体的时间可能会更早一些。

也许更有趣的是,这项研究成果与朱诺号探测器最近收集到的木星核心证据一致,说明木星很可能也跟土星一样拥有类似的模糊核心。新论文发布在《自然天文学》期刊。

(首图来源:加州理工学院)

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