核酸检测|土星有一个模糊的核心,分布在行星直径的一半以上


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土星有一个模糊的核心 , 分布在行星直径的一半以上 , 其中一个环中的波浪揭示了行星核心的大小和组成 , 2010 年卡西尼号航天器拍摄的这张照片中 , 土星环中的微小涟漪正在帮助天文学家推断出有关这颗行星隐藏核心的细节 。 土星的一个环揭示了其核心的特性 , 它隐藏在这颗行星金色大气的深处 。
【核酸检测|土星有一个模糊的核心,分布在行星直径的一半以上】新研究发现 , 这个核心并不是许多科学家所设想的岩石和冰块 。 研究人员于 4 月 28 日在上报告说 , 相反 , 地核是扩散的 , 被大量的氢和氦所覆盖 , 因此其分布范围为 70000 公里 , 约占地球直径的 60% 。 新的情报不仅可以帮助行星科学家更好地了解巨行星 , 是如何在我们的太阳系中形成的 , 而且还可以帮助了解这些围绕其他恒星运行的世界的性质 。
为了确定土星核心的结构 , 加州理工学院的天文学家克里斯托弗·曼科维奇和天体物理学家吉姆·富勒检查了这颗巨行星的环 。 正如地震帮助地震学家探测地球内部一样 , 土星内部的振荡可以揭示其内部组成 。 这些振荡改变了土星的引力 , 在环中产生了波 , 尤其是 C 环 , 它是三个主环中离地球最近的 。
通过分析该环中的波 , 以及来自现已解散的卡西尼号航天器的土星重力场数据 , 科学家发现 , 地核有大约 17 个地球质量的岩石和冰 。 但是混合了太多的氢和氦 , 地核总共包含 55 个地球质量 , 超过土星总质量的一半 , 相当于 95 个地球的质量 。 这是一种观察太阳系中气态巨行星的新方法 , 这些知识很重要 , 因为它反映了我们对巨型系外行星的理解 , 并表明其他太阳系中的巨型行星可能具有比许多研究人员想象的更复杂的结构 。 这一发现还阐明了土星是如何形成的 。
较旧的理论假设 , 当围绕太阳运行的岩石和冰开始聚集时 , 就会出现像土星这样的气态巨行星 。 稀薄的气态包层让额外的固体物质沉入中心 , 形成一个紧凑的核心 。 根据这个理论 , 直到后来 , 核心才吸引了大量的氢和氦 , 构成地球大部分的成分 。 虽然这些元素在地球上是气体 , 但土星的巨大引力将它们中的大部分挤压成一种致密的流体 , 模糊了气体和液体之间的界限 。
但较新的理论认为 , 在 46 亿年前形成时 , 大量气体被纳入了岩石和冰的核心 。 随着行星增加额外的质量 , 气体的比例上升 。 曼科维奇和富勒推断出的土星核心结构保留了这一形成历史 , 内特尔曼说 , 因为这颗行星的中心 , 代表了土星最古老的部分 , 拥有最大比例的岩石和冰 。 岩石和冰的比例从核心中心到边缘逐渐减少 , 而不是突然减少 , 反映了核心随时间的发展 。
科学家们发现这些结论非常重要且非常令人兴奋 , 而且推理过程非常令人信服 , 应该分析环中的其他波浪以进行确认 。 曼科维奇和富勒在土星内部检测到的振荡类型也意味着核心是稳定的 , 而不是像热炉子上的一壶水一样冒泡 , 这是行星可以将热量从炽热的内部向外携带的一种方式 。 核心的稳定性可能有助于解释一个长期存在的谜团 , 为什么土星发射的能量比它从太阳获得的能量多 。
行星形成后 , 它因诞生时的热量而温暖 , 但随后又冷却了 。 然而 , 地核的稳定性可能会在一定程度上抑制这种冷却 , 这有助于行星保持直到今天仍然散发的热量 。 相比之下 , 如果地核通过物质的上涌和下涌来传输热量 , 行星就会冷却得更快 , 不再散发出那么多的热量 。