天文学家利用美国国家航空航天局卡西尼号飞船关于土星环波纹的数据，揭示了关于这个气体巨行星神秘核心的新信息。他们的结果，发表在杂志上自然天文学他认为，土星的核心并不是像之前一些理论所提出的那样是一个坚硬的岩石球，而是由冰、岩石和金属流体组成的弥散汤——即所谓的“模糊”核心。他们还揭示了地核延伸到行星直径的60%，这使得它比之前估计的要大得多。
土星和它“模糊”的核心的插图。图片来源:R. Hurt, IPAC / Caltech。
土星的振荡能兴风作浪的戒指和戒指可能因此被用作地震仪来研究地球内部第一次在研究在1990年代初由马克马利和卡罗琳,帕克后来成为了卡西尼成像小组的领导人。
第一次观察现象是由Matt Hedman和P.D.制造的。Nicholson于2013年分析了Cassini拍摄的数据。
他们发现，土星的c环包含多个螺旋图案，这些图案是由这个气态巨行星的重力场波动驱动的，而且这些图案不同于土星环中由土星卫星的引力相互作用引起的其他波。
在这项新研究中，加州理工学院的天文学家克里斯托弗·曼科维奇和吉姆·富勒分析了土星环中波浪的模式，建立了土星内部晃动的新模型。
“土星总是在震动，但这是很微妙的，”曼科维奇说。
“这颗行星的表面每一到两个小时移动一米左右，就像一个慢慢泛起涟漪的湖泊。”
“就像地震仪一样，环捕捉到重力扰动，环粒子开始四处摆动。”
观测到的重力波动表明，土星内部深处作为一个整体在晃动，是由较重的物质沉入行星中部并停止与上面较轻的物质混合后形成的稳定层组成的。
“模糊的核心就像污泥，”曼科维奇说。
“当你向行星中心移动时，行星上的氢和氦气体逐渐与越来越多的冰和岩石混合。”
“这有点像地球上的海洋，当你到达越来越深的层次时，盐度会增加，创造出一个稳定的配置。”
富勒博士说，“为了让行星的重力场以这些特定的频率振荡，内部必须是稳定的，而这只有在冰和岩石的比例随着你向行星中心移动而逐渐增加的情况下才有可能。”
结果表明，土星核心的质量是整个地球的55倍，其中17个地球质量是冰和岩石，其余是氢和氦的流体。
它们也对目前的巨型气体形成模型提出了挑战，这种模型认为岩石核首先形成，然后吸引大量的气体。
如果行星的核心确实像研究表明的那样是模糊的，那么行星可能会在这个过程中更早地吸收气体。
_____
曼科维奇和J.富勒。土星环地震学揭示的扩散核。Nat阿斯特朗，于201年8月16日在线发布;doi: 10.1038 / s41550 - 021 - 01448 - 3
