一項新研究發現土星的內核很可能是混沌的泥漿狀態,不像硬質岩石內核那樣與外層有著明顯的分層。

土星是一顆巨大的氣態行星。雖然它沒有像地球和火星一樣有岩石構成的地殼層,但是科學家以為它至少有一個由緻密岩石構成的內核。可是這份研究分析了卡西尼號(Cassini)探測器採集的數據後發現,恐怕土星的內核也是軟的。

卡西尼號是1997年發射前往繞行土星的軌道探測器。2017年燃油耗盡,故意脫軌墜入土星大氣層。在墜毀前幾分鐘收集的資料是至今人類獲得的土星最近距離的資料。研究人員從數據中分析出土星環的震動,推測出土星內部的情況。

「我們把土星環當地震儀使用,測量土星內部的震動。」主要研究員之一加州理工學院(Caltech)的富勒(Jim Fuller)說,「這是我們第一次利用震波探測巨型氣態行星,結果令人意外。」

這份研究發現土星的內核也比以前以為的大得多——其內核半徑可達近6萬公里,是地球半徑的9倍多。土星直徑的60%都被內核佔據。

研究稱土星的內核就像是「一大團由冰塊、岩石、液態金屬構成的雜亂無序的混合物」。分析估計裏面冰塊和岩石的質量可達地球質量的17倍;其餘的物質是液態金屬氫和液態金屬氦,這部份質量大約是地球質量的38倍。氫和氦在高壓之下,會變成有良好導電性質的液體,因此被稱為液態金屬氫和液態金屬氦。

近期朱諾號(Juno)探測器對木星的探測顯示,木星的內核可能也是不規則無序的狀態。木星也是一顆巨大的氣態行星。

以前科學家都以為氣態行星的誕生過程是先形成一個岩石內核,後來在內核引力的作用下,氣體聚集在周圍包裹在內核的外面。如果它們的內核的確是泥漿狀態,那麼它們外面氣體開始聚集的時間點就應該比具有岩石內核的情形早得多。

利用行星外面塵埃環上的震動探測行星內部情況的理論最早在上個世紀90年代已經提出。直到卡西尼號提供了土星近距離的數據,研究人員終於第一次證明這個理論的可行性。這其中一部份原因是,土星塵埃環上的震動相對來說太細微了。

「土星一直在震動,但是很細微。」這份研究報告的主要撰稿人曼科維奇(Christopher Mankovich)說,「土星的表面每一兩個小時移動大約一米的距離,就像湖面上緩慢泛動的水波。而土星環就像地震儀一樣,感應到引力的變化,土星環內的塵埃粒子開始震動。」

這份研究8月16日發表於《自然·天文學》(Nature Astronomy)期刊。#

------------------

【噤聲時代,更需要真相】

一起守住心中最後的光:https://bit.ly/3t45Qni

✅立即支持訂閱:
https://hk.epochtimes.com/subscribe
✅直接贊助大紀元:
https://www.epochtimeshk.org/sponsors
✅成為我們的Patron:
https://www.patreon.com/epochtimeshk