土星环揭示了有关气态巨星的内部线索


土星环揭示了有关气态巨星的内部线索



天文学家使用土星环作为一个巨大的地震仪来了解这颗行星的内部,这颗气态巨行星不断变化,变化会引发行星环的涟漪。这颗行星究竟为何处于不断变化之中,仍然是个谜。

如果它是像火星这样的岩石行星,我们可以让着陆器在其表面放置一个地震仪,然后根据收集到的地震数据构建火星内部的模型。但是我们如何为一个气体巨星做到这一点呢?可能没有可以着陆的表面,即使有,大气压力也会在任何仪器到达之前压碎它们。

现在,一组科学家已经找到了如何使用土星环作为地震仪来窥视其内部的方法。他们的发现发表在《自然天文学》上,可能会重新绘制气态巨行星如何形成的标准模型。土星环由无数小物体组成。这些物体围绕行星运行,并受到来自多个方向的外力(如重力)的影响。当一些非典型的事情发生时,比如气态巨行星体内的振荡,随着作用在它们身上的力的变化在环上滚动,环会“波动”。土星并不总是一个平静的气体球,而是不断变化的。这些微小的变化,也许每两小时一米,导致行星发出的引力场呈现不同的形状。这会导致C 形环出现波纹,更容易观察到。

通过测量这些涟漪并将它们的运动视为地震仪输出上的线条,科学家可以确定行星内部是如何振荡的,以及发生振荡必须具备哪些条件。使用这些数据,开发了一种新的改进的土星核心模型。虽然与旧模型相似,旧模型表明冰和岩石的中央核心被一层单独的液态金属氢包围,但新的发现表明一切都比以前想象的要好一点。研究人员认为,这个“模糊”的核心似乎也比以前怀疑的要大得多,占据了行星直径的近 60%。模糊的核心就像污泥。当你向行星中心移动时,行星中的氢气和氦气逐渐与越来越多的冰和岩石混合。这有点像地球海洋的一部分,当你到达时,咸度会增加。越来越深的层次,创造一个稳定的状态。

新模型对我们目前对气态巨行星如何形成的理解产生了怀疑。虽然标准模型假设一个小的固体核心会吸引气体,但土星核心的“模糊”性质表明气体可能比预期更早地被吸入形成过程。你认为土星是怎么形成的呢?

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页面更新:2024-05-16

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