期刊導航
木星奇核之謎終于可以解釋了
木星其核心隱藏著繼續困擾科學家的秘密。
太陽系中最大的行星擁有研究人員所說的“稀核心”——一個沒有像曾經預期的那樣具有尖銳邊界的中心區域。木星的核心不是被氣體層包圍的明顯巖石中心，而是逐漸融入其上方的富氫層，形成一個平滑的過渡區。
這種不尋常的結構首先是由美國宇航局的朱諾號飛船發現的，該飛船自 2016 年以來一直繞木星運行。這一發現讓天文學家感到驚訝，他們認為巨行星會有更明確的核心。
當觀察顯示土星似乎具有類似的稀核心結構。
對木星模糊核心的一種流行解釋涉及該行星歷史早期的一次災難性碰撞。科學家們推測，一個巨大的物體，可能含有木星一半的核心物質，以如此大的力量撞擊了這顆年輕的行星，以至于它徹底混合了中心區域。
這次碰撞將如此劇烈，以至于它擾亂了木星中心致密的巖石和冰，周圍有較輕的氫和氦。
杜倫大學的一組研究人員決定使用強大的計算機模擬來測試這一巨大的撞擊理論。他們與 NASA、SETI 和奧斯陸大學的科學家合作，使用 DiRAC COSMA 超級計算機對大質量物體與木星大小的行星碰撞時會發生什么進行建模。
該團隊使用尖端軟件運行了多次模擬，測試了各種撞擊場景，包括極其劇烈的碰撞。他們采用了新方法來更好地模擬材料在此類災難性事件中如何混合。
結果是明確且出乎意料的;沒有一個模擬產生像木星實際擁有的那樣穩定的稀核心。相反，計算機模型表明，在巨大的撞擊之后，致密的巖石物質會迅速沉降下來，在核心和外氫層之間形成一個尖銳的邊界，這與朱諾號觀察到的完全相反。
“我們在模擬中看到，這種撞擊確實從根本上震動了地球的核心，只是沒有以正確的方式解釋我們今天看到的木星內部。”
該研究發表在英國皇家天文學會月刊，表明木星的稀薄核心是通過一個更漸進的過程形成的。
這種不尋常的結構不是由一次戲劇性的碰撞產生的，而是由于這顆正在生長的行星在數十億年前形成過程中緩慢吸收重質和輕質物質而形成的。這種漸進形成理論得到了土星也有稀薄核心這一事實的支持。
奧斯陸大學的路易斯·特奧多羅博士指出，土星的相似結構強化了這樣一種觀點，即稀釋的核心不是罕見的、極高能量撞擊的結果，而是在行星生長和演化的漫長過程中逐漸形成的。
這些發現具有超越太陽系的影響。天文學家發現了許多圍繞其他恒星運行的木星和土星大小的行星。如果稀薄的核心是逐漸形成的，而不是通過罕見的災難性事件形成的，這表明這些遙遠世界中的大多數可能具有類似復雜的內部結構。
研究表明，雖然巨型撞擊確實在行星形成中發揮了重要作用，但它們無法解釋我們觀察到的每一個特征。
隨著科學家們繼續研究我們的恒星鄰居和遠處的數千顆行星，像木星核心這樣的謎團提醒我們，宇宙仍然蘊藏著許多驚喜。
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