科学家用土星环当地震仪观察土星内核，发现其核心竟是模糊的

　　科学家研究了卡西尼号在土星上巡逻的一组数据，并用土星环当地震仪观察了土星内核，发现其核心包含了17个地球质量的冰和岩石，是一个弥散的核心。
　　近日，天体物理学家研究了，美国宇航局卡西尼号宇宙飞船在土星上巡逻的一组数据，并通过研究冰环的引力效应，利用土星环作为地震仪来观察行星的内核。
　　由于土星的内部在不断地颤动，以致于它的环可以作为地震信号去检测波振荡。
　　所以科学家们利用这些测量结果观察了这颗气态巨行星中心的内部，并重新估计了土星核心的大小。
　　研究结果表明，土星的中间一定是一个占行星半径大约60%的弥散核心，其中包含17个地球质量的冰和岩石。
　　加州理工学院研究员克里斯托弗曼科维奇说：＂卡西尼号的新数据让我们对这颗行星的核心有了更好的、不同的了解。＂
　　随后他们在《自然天文学》上发表了这个结果。
　　土星核心
　　过去，天文学家认为在土星的内部是一个岩石核心。
　　但新的研究表明，土星的心脏不是一块坚固的岩石，而是冰、岩石、氢和氦的混合物。
　　它的质量大约是地球的50倍，其核心松散程度要比以前想象的更大，因此，科学家称土星的中心为＂模糊核心＂。
　　曼科维奇说：＂之前认为说土星有一个由岩石和冰组成的致密核心，以及一个主要由氢和氦组成的表层，他们之间有一个明确的分界线。
　　但我们发现，与传统图像相反，所有这些岩石和冰都在那里，土星的核心实际上是模糊的。＂
　　研究小组还发现，在他的核心没有一个明确的终点；但是，它有一个过渡带，约占土星整个直径的60%，所以土星的地核占总尺寸的很大一部分。
　　曼科维奇解释说，当远离核心的时候，土星内部的岩石和冰会慢慢地给星球上更多气体让位。
　　标准行星模型表明土星的内部结构与木星相似，因为它们都有一个较小的、周围环绕着氢和氦的核心。
　　来自行星内部地核的温度、压力和密度都在稳步上升，这导致氢在行星的更深层转化成了金属。
　　土星岩核的成分与地球相似，但密度更高，其质量约为地球质量的9-22倍。
　　在核心的外面，有很厚的的液态金属氢，接着是几层的液态氢和氦，排在最外层的是厚达1000公里的大气层，当然，还有各种形态冰存在的痕迹。
　　在过去的几十年里，一直流传着用土星环去研究土星内部的想法。但直到2013年卡西尼号穿越土星环后，才为人们提供了有关这些令人眼花缭乱的结构及其内部过程的实际数据。
　　土星环
　　那大家有没有想过土星环是怎么来的呢？
　　现在天文学家还不能确定土星环的确切来源，但有一些主流的理论可以去猜他是如何形成的。
　　一些天文学家推测，曾经有一颗或多颗卫星绕土星运行，但由于某种原因，这颗卫星被撕成了碎片，这些碎片就形成了现在的土星环。
　　另一个假设是说土星环的形成是由于碎片、宇宙尘埃、彗星和小行星在土星附近移动时，巨大引力把这些物体拉向了自身，并把它们锁在了围绕自身旋转的轨道上。
　　而被锁定在轨道上的彗星和小行星可能会受到土星引力和其他碎片的影响。碎片也可能会相互碰撞，碎成更小的碎片。那么随着时间的推移，碎石块逐渐扁平化，变成了我们现在看到的环状结构。
　　还有一些天文学家认为，在土星形成时，周围的尘埃、物质或气体没有完全进入土星的形成阶段。
　　虽然土星可能不会把这些物质融入到自己的结构中，但在它的引力作用下，这些没有被土星利用的尘埃和碎片还会留在它的轨道上，从而形成了土星环。
　　当然，还有一群数学家在一些研究中推测土星环的形成是由运动粒子的碰撞引起的。
　　关于土星环的形成机制，目前还没有定论。尽管有理论模型表明土星环形成于土星系统的早期，但卡西尼号的新数据表明它们形成的时间比较晚。
　　研究过程
　　事实上，土星可以被认为是一个巨大的空间混合器，由冰、岩石和气体组成。
　　这颗行星的表面大约会每几个小时移动3英尺，对于它这样大小的物体来说，这基本上算是平静的。
　　克里斯托弗·曼科维奇在一份声明中说：＂土星非常微妙。他总是在摇晃。这颗行星的表面每隔一到两个小时大约会移动一米，就像缓慢荡漾的湖水一样。就像地震仪一样，这些环在受到引力扰动的时候，环形粒子就会开始四处摆动。＂
　　然而，这种振荡会引起行星引力场的波动，它呈螺旋状向外延伸到行星环并扭曲它们。
　　构成土星环的冰粒随着土星内部震动引起的引力变化而移动，相当于非岩石行星的地震活动。
　　通过观察土星环的小波和颤动，天文学家可以以前所未有的方式推断土星的运动，从而计算出土星的自转速度并确定一天的长度正好是10小时33分钟。
　　从某种意义上说，土星环是一个用于天体物理学研究的平面。这使得土星在其他气态巨行星中独一无二。它缺乏这样一个有用的进入地球内部的入口。
　　曼科维奇说，土星的新发现为气体巨行星演化提供了一个渐进过程的证据。他首先由太空岩石碎片凝聚形成一个核心，然后吸积气体，形成行星的其他部分。
　　这些发现还提供了更多关于土星最初是如何形成的线索。一些较旧的理论认为，气态巨行星是岩石和冰围绕太阳旋转时聚集的产物，聚集了固体云，后来聚集了氢气和氦气等气体。
　　但较新的理论表明气体和固体混合并聚集在一起形成环形行星。
　　当然，这只是卡西尼号对土星内部及其可能引起的过程进行了一系列最新的研究成果。但关于卡西尼号其他振动的更多数据还有待研究，探测器在运行后期感受到的神秘加速度尚未得到解释。
　　不过行星科学家还可以使用这些方法来检查天王星和海王星等其他行星的环，并揭开它们中心的神秘面纱。