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卡西尼號土星探測器數(shù)據(jù)顯示土星內(nèi)部確有巨大彌漫核

2021-08-18 13:55:40 來源：科技日報(bào)

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(gè)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)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(jìn)行觀測，再對其引力場的詳細(xì)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(shí)所能達(dá)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(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，土星有一個(gè)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(xì)程度研究了土星內(nèi)部。這個(gè)氣態(tài)巨行星一般被認(rèn)為有一個(gè)金屬核，核周圍有一個(gè)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(tuán)隊(duì)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(shí)也對土星的物質(zhì)吸積歷史提供了一個(gè)重要約束。

標(biāo)簽：國家航空航天局行星引力場土星探測器土星內(nèi)部