科學家發現土星內部有個巨大的瀰漫核心
科學家的深入分析結合美國太空總署卡西尼號（Cassini）太空船取得土星的數據顯示，土星有一個缺乏清晰邊界的瀰漫核，核的大小一直延伸至土星半徑的約60%，這顯然遠遠大於之前的估算。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。
巨大行星的內部結構通常需要藉助環繞它飛行的探測太空船進行觀測，再對它的重力場詳細結構和形狀加以研究來確定。然而，行星核（行星最中心部分）對行星重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。卡西尼號太空船1997年發射到土星的軌道，是二十世紀最後一艘行星際探測的太空船。2017年它的燃料將盡，科學家控制向土星墜毀，任務至此結束。不過此前其發回的大量科學數據，科學家仍然在分析。
其中一項數據顯示，土星有一個缺乏清晰邊界的瀰漫核，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基斯杜化·曼科維奇（Christopher Mankovich）與占·弗勒（Jim Fuller）以前所未有的詳細程度研究了土星內部。這顆氣態巨大行星一般認為有一個金屬核，核周圍有一個主要由氫和氦組成的包層。但通過重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%，並且土星核是由混合了氫、氦的瀰漫物質與重金屬共同組成，核與包層之間並沒有清晰的界限。此外，重元素的逐漸分佈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，是土星環的振盪為土星內部結構提供了新認識。他們認為，此次確定土星內部結構及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。
【圖：美國加州理工學院；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2021年8月16日出版的《自然-天文學》期刊 標題是：A diffuse core in Saturn revealed by ring seismology
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