木星大氣層下金屬分佈不均勻 揭示了起源新線索

新的研究發現,木星的氣態包絡層並不具有均勻的分佈,其金屬性揭示了有關其起源的線索。

一個國際天文學家小組發現,木星的氣態包絡層並沒有均勻的分佈。內部的金屬比外部的多,加起來總共有11到30個地球質量,占木星總質量的3-9%。這是一個足夠高的金屬性,可以得出結論,千米大小的天體行星體一定在木星的形成中扮演了一個角色。這項研究由Yamila Miguel(SRON/萊頓天文台)領導,於2022年6月8日發表在《天文學與天體物理學》雜誌上。

木星大氣層下金屬分佈不均勻 揭示了起源新線索

木星,一個氣體巨行星,是距離太陽的第五顆行星,在火星和土星之間運行。它是迄今為止我們太陽系中最大和最巨大的行星,其質量是地球的317倍以上。當美國宇航局的朱諾太空探測器在2016年抵達木星時,我們瞥見了我們太陽系中最大行星的非凡之美。除了著名的大紅斑,木星原來到處都是颶風,幾乎讓它具有梵高畫作的外觀和神秘感。

然而,在薄薄的可見層下的行星包絡層並不明顯。儘管如此,朱諾號仍然能夠通過感知木星上不同位置上方的引力,為我們描繪出一幅畫面。這為天文學家提供了有關內部組成的信息,這與我們在表面看到的情況不同。由Yamila Miguel(SRON/萊頓天文台)領導的一個國際天文學家小組現在發現,氣態包層並不像以前認為的那樣均勻和混合良好。相反,它的”金屬”,即比氫和氦更重的元素向行星中心的收縮程度更高。為了得出他們的結論,該小組建立了一些理論模型,這些模型符合朱諾號測量的觀測限制。

木星大氣層下金屬分佈不均勻 揭示了起源新線索

研究小組研究了金屬的分佈,因為它給了他們關於木星如何形成的信息。事實證明,這些金屬在整個包層中的分佈並不均勻,內部的金屬比外部的多。總數加起來有11到30個地球質量的金屬。像木星這樣的氣體巨行星在其形成過程中獲得金屬有兩種機制:通過小卵石或較大的行星碎片吸積。我們知道,一旦一個小行星足夠大,它就會開始向外推出卵石。我們現在看到的木星內部豐富的金屬,所以我們可以排除在木星形成過程中只有卵石作為固體排出的情況。

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