
近年來,NASA 朱諾號任務重力測量數據顯示木星可能擁有「模糊」核心,而非緻密固體核心,為解釋這種結構,科學家提出巨大撞擊假說,認為木星形成早期經歷一次巨大天體撞擊事件,導致核心物質與外層混合。
但最新一項研究對大撞擊理論提出根本性挑戰,也讓人重新思考太陽系最大行星形成歷史。
傳統理論認為木星具有明確的分層結構,分為緻密岩石核心、金屬氫層(高壓下形成的液態金屬氫)、分子氫層(較外層的氣態氫、氦)、以及大氣層(最外層可見雲層)。但隨著朱諾號釋出更多觀測資料,科學家發現木星核心與預期不同,實際上它沒有明顯被氣體層包圍的岩石邊界,而是逐漸融入周圍氫層,形成平滑過渡區。
於是科學家又提出巨大撞擊假說解釋這種不尋常結構,早年可能有個龐大物體劇烈撞擊年輕木星,將核心區域徹底攪和。
但當杜倫大學團隊試圖模擬大型物體與木星大小的行星相撞、觀察此類事件如何混合巨行星核心材料時,卻發現結果未產生木星擁有的「稀核」(dilute core),相反地,巨大撞擊會導致稠密岩石材料迅速向下沉降,於核心與氫層之間形成尖銳邊界,和巨大撞擊假說完全不符。
團隊指出,這代表木星的稀核可能透過更漸進過程形成,比如行星在數十億年間持續吸收不同材料,內部對流、長期熱演化產生相似結構特徵,強調稀核在行星演化過程逐漸形成。
天文學家在太陽系外也發現許多與木星、土星相似大小的系外行星,研究表明這些天體可能也具有類似的複雜內部結構。
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(首圖來源:AI 生成)