新的研究反驳了木星神秘核心是由巨大撞击形成的观点
众多木星碰撞模拟之一的图像。来源:杜伦大学
(蜘蛛网eeook.com)据达勒姆大学:达勒姆大学的一项新研究发现,巨大的撞击可能不是木星显著“稀释”核心形成的原因,这挑战了关于木星历史的理论。
木星是太阳系中最大的行星,它的核心有一个谜。与科学家们曾经预期的不同,它的核心没有尖锐的边界,而是逐渐融入周围主要由氢组成的层中(这种结构被称为稀核)。
自从美国国家航空航天局的朱诺号宇宙飞船首次揭示其存在以来,这个稀释的核心是如何形成的一直是科学家和天文学家的一个关键问题。
之前的一项研究表明,与一颗含有木星一半核心物质的早期行星的巨大碰撞可能会彻底混淆木星的中心区域,足以解释今天这颗行星的内部。
达勒姆大学的研究人员与美国国家航空航天局、SETI和奥斯陆大学CENSSS的科学家合作,使用最先进的超级计算机模拟行星撞击,并采用一种新方法来改进模拟对材料混合的处理,测试了如此大量的碰撞是否可能造成木星稀释的核心。
研究发现,在任何进行的模拟中都没有产生稳定的稀释堆芯结构,即使是在极端条件下涉及撞击的模拟中也是如此。
相反,模拟表明,因撞击而移位的致密岩石和冰芯物质会迅速重新沉降,与氢气和氦气的外层留下明显的边界,而不是在两个区域之间形成平滑的过渡区。
因此,发表在《皇家天文学会月报》上的研究结果并不支持木星稀释核心是由单一剧烈撞击产生的假设,而是表明这是不断增长的行星在形成和演化过程中吸收重物质和轻物质的结果。
杜伦大学的Thomas Sandnes博士在反思这一发现时说:“探索像木星这样的巨型行星如何应对一颗正在成长的行星可能经历的最剧烈的事件之一,这很有趣。
“我们在模拟中看到,这种撞击确实将地球震动到了它的核心——只是不是以正确的方式解释我们今天看到的木星内部。”
木星并不是唯一一颗核心稀释的行星,因为科学家最近发现了土星也有稀释核心的证据。
奥斯陆大学的Luis Teodoro博士说:“土星也有一个稀释的核心,这一事实加强了这样一种观点,即这些结构不是罕见的、极高能量撞击的结果,而是在行星生长和进化的漫长过程中逐渐形成的。”
这项研究的结果也有助于科学家了解和解释在遥远恒星周围观测到的许多木星和土星大小的系外行星。
如果稀释的核心不是由罕见和极端的撞击造成的,那么也许大多数或所有这些行星的内部都相当复杂。
该研究的合著者Jacob Kegerreis博士说:“巨大的撞击是许多行星历史的关键部分,但它们不能解释一切!
“这个项目还加速了我们开发更详细地模拟这些灾难性事件的新方法的又一步,帮助我们继续缩小我们在太阳系内外看到的世界的惊人多样性是如何形成的。”













