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“卡西尼”號土星探測器對土星內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了全新認(rèn)知
發(fā)布日期： 2021-08-17 11:16:17 來源： 科技日報

英國《自然·天文學(xué)》雜志16日發(fā)表的一篇論文指出，科學(xué)家的深入分析結(jié)合美國國家航空航天局(NASA)的“卡西尼”號土星探測器的數(shù)據(jù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)的全新認(rèn)知，也是對標(biāo)準(zhǔn)行星形成模型的一次挑戰(zhàn)，同時也對土星的形成歷史提供了新的、關(guān)鍵性的約束。

巨行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常需要借助繞其旋轉(zhuǎn)的探測器進行觀測，再對其引力場的詳細構(gòu)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(nèi)部結(jié)構(gòu)時所能達到的精確度。NASA的“卡西尼”號土星探測器1997年被發(fā)射到飛往土星的軌道，是二十世紀(jì)最后一艘行星際探測的大飛船;2017年探測器燃料將盡，科學(xué)家控制其向土星墜毀，任務(wù)至此結(jié)束。不過此前其發(fā)回的大量科學(xué)數(shù)據(jù)，科學(xué)家們依然在分析。

這其中一項數(shù)據(jù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)及演化過程，美國加州理工學(xué)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(nèi)部。這個氣態(tài)巨行星一般被認(rèn)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(shù)據(jù)與土星環(huán)震的觀測數(shù)據(jù)相結(jié)合，研究團隊提供了對土星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的新認(rèn)知。

研究人員發(fā)現(xiàn)，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(zhì)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(jié)構(gòu)和吸積歷史的特定反應(yīng)。

研究人員表示，是土星環(huán)的振蕩為土星內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了新認(rèn)知。他們認(rèn)為，此次確定土星內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其演化是對標(biāo)準(zhǔn)行星形成模型的一次挑戰(zhàn)，同時也對土星的物質(zhì)吸積歷史提供了一個重要約束。(科技日報記者 張夢然)

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