英國《自然·天文學》雜志16日發表的一篇論文指出,科學家的深入分析結合美國國家航空航天局(NASA)的“卡西尼”號土星探測器的數據顯示,土星有一個缺乏清晰邊界的彌漫核,核的大小一直延伸至土星半徑的約60%,這顯然遠遠大于之前的估算。此次是對土星內部結構的全新認知,也是對標準行星形成模型的一次挑戰,同時也對土星的形成歷史提供了新的、關鍵性的約束。
巨行星的內部結構通常需要借助繞其旋轉的探測器進行觀測,再對其引力場的詳細構形加以研究來確定。然而,行星核(行星最中心部分)對行星引力場造成的擾動十分微弱,這會限制確定其內部結構時所能達到的精確度。NASA的“卡西尼”號土星探測器1997年被發射到飛往土星的軌道,是二十世紀最后一艘行星際探測的大飛船;2017年探測器燃料將盡,科學家控制其向土星墜毀,任務至此結束。不過此前其發回的大量科學數據,科學家們依然在分析。
這其中一項數據顯示,土星有一個缺乏清晰邊界的彌漫核,而其會限制土星的形成和演化。為了更明確土星的內部結構及演化過程,美國加州理工學院研究人員克里斯托弗·曼科維奇與吉姆·弗勒以前所未有的詳細程度研究了土星內部。這個氣態巨行星一般被認為有一個金屬核,核周圍有一個主要由氫和氦組成的包層。但通過將引力數據與土星環震的觀測數據相結合,研究團隊提供了對土星內部結構的新認知。
研究人員發現,土星核的大小一直延伸至土星半徑的約60%,并且土星核是由混合了氫、氦的彌漫物質與重金屬共同組成,核與包層之間并沒有清晰的界限。此外,重元素的逐漸分布限制了土星的混合過程,這可能是行星原始結構和吸積歷史的特定反應。
研究人員表示,是土星環的振蕩為土星內部結構提供了新認知。他們認為,此次確定土星內部結構及其演化是對標準行星形成模型的一次挑戰,同時也對土星的物質吸積歷史提供了一個重要約束。
(責任編輯:蔡文斌)