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卡西尼號土星探測器數據顯示土星內部確有巨大彌漫核

2021-08-18 13:55:40 來源：科技日報

英國《自然·天文學》雜志16日發表的一篇論文指出，科學家的深入分析結合美國國家航空航天局（NASA）的“卡西尼”號土星探測器的數據顯示，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。此次是對土星內部結構的全新認知，也是對標準行星形成模型的一次挑戰，同時也對土星的形成歷史提供了新的、關鍵性的約束。

巨行星的內部結構通常需要借助繞其旋轉的探測器進行觀測，再對其引力場的詳細構形加以研究來確定。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，這會限制確定其內部結構時所能達到的精確度。NASA的“卡西尼”號土星探測器1997年被發射到飛往土星的軌道，是二十世紀最后一艘行星際探測的大飛船；2017年探測器燃料將盡，科學家控制其向土星墜毀，任務至此結束。不過此前其發回的大量科學數據，科學家們依然在分析。

這其中一項數據顯示，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部結構及演化過程，美國加州理工學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部。這個氣態巨行星一般被認為有一個金屬核，核周圍有一個主要由氫和氦組成的包層。但通過將引力數據與土星環震的觀測數據相結合，研究團隊提供了對土星內部結構的新認知。

研究人員發現，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構和吸積歷史的特定反應。

研究人員表示，是土星環的振蕩為土星內部結構提供了新認知。他們認為，此次確定土星內部結構及其演化是對標準行星形成模型的一次挑戰，同時也對土星的物質吸積歷史提供了一個重要約束。

標簽：國家航空航天局行星引力場土星探測器土星內部