汽油巨头有什么?
不,真的。的内部和实际上很难探测。但是,土星独特的光荣和广泛的环形系统被证明是弄清其厚云层以下深处的密度,直到核心的浓密工具。
根据土星最内向的“摇摆”的新分析,该核心可能不是镍和铁的密集球如许多人所想,但大多是氢和氦气的“模糊”区域,逐渐混合了较重的元素,延伸至行星半径的60%,并含有约17个地球质量的冰和岩石。
这个发现,发表在自然天文学,类似于关于木星内饰的最新发现基于Juno数据,它可以改变我们对土星早期结构和形成历史的假设。
“模糊的核心就像污泥,”行星科学家兼研究的首席作者克里斯托弗·曼科维奇(Christopher Mankovich)说来自加州理工学院。
“当您向地球的中心移动时,地球上的氢气和氦气逐渐与越来越多的冰和岩石混合在一起。这有点像地球海洋的一部分,随着您达到越来越深的水平,咸味会增加,从而产生稳定的配置。”
核心的外观。 (加州理工学院/r。HART,IPAC)
我们如何从土星的戒指中学到这一点?这一切都与土星腹部的隆隆声影响地球的外部重力场有关。
“我们使用土星像巨型地震仪的环来测量地球内部的振荡,”说合着者和加州理工学院的天体物理学家吉姆·富勒(Jim Fuller)。 “这是我们第一次能够从地震探测一个天然气巨星的结构,结果令人惊讶。”
宇宙体内的声波和振荡是探测其内部结构的出色工具。
我们在地球上做到这一点,地震在地球上散发出类似的波浪。这些波浪如何在那里弹跳揭示不同的密度,允许我们确定我们永远无法看到的结构。
在太阳和其他恒星上,内部声波表现为亮度波动。
土星没有地震仪表,也不会发生亮度波动,而是几年前,科学家注意到土星C环的标志性图案,这是其主环的最内向。
他们得出的结论是,这些模式不太可能由土星的卫星产生,因为这些模式在外环中。取而代之的是,它们似乎是由行星内部深处的振荡产生的,这会影响引力场。
内部振荡应如何影响土星环。 (马修·赫德曼/爱达荷大学)
因此,出现了kronosesology的领域:通过分析C环中的这些波来研究土星内部。
现在,Caltech团队已经对先前表征的内C环波进行了新的分析,其频率远低于已建立的土星内部模型的预期。他们发现,这种频率模式对土星的内部构图施加了严格的新约束。
“我们的模型对土星的重元素核心的质量和大小施加了严格的限制,尽管该核心的稀释性质需要比传统的分层模型更细微的描述,”他们在论文中写。
基于这些约束,他们推断出核心的质量约为地球质量的55倍,其中包含17个地球质量的岩石和冰。
其余的主要是氢和氦。整个过程是弥漫性的,逐渐混合而不是严格划定的分层,中心的浓度较高。
这对行星形成模型构成了挑战。人们认为,行星是从自下而上的卵石积聚模型中形成的,其中,小块的岩石大块被静电结合在一起,直到行星“种子”足够大,可以在重力上吸引越来越多的物质 - 最终形成了一个行星。
对于像木星和土星这样的天然气巨头,人们认为较重的材料被认为朝中心下沉,形成一个固体芯,并使低密度气体升至外部区域。
最近的模型提示更多材料的逐渐分布;或有可能对流混合导致更逐渐的分布。
即使这样,模拟核心的建模形成途径具有被证明具有挑战性,很可能需要更复杂的科学夹具 - 以充分了解它的发生方式。
不过,这可能会使马车在马面前。这项新研究基于一个C环波。更多的Kronosesology可以帮助验证模糊土星核心的解释。
该研究已发表在自然天文学。
本文的较早版本于2021年5月发布。