土星在自己的光环中制造波动。土星内部的振荡使这个气体巨人轻微晃动，这些运动反过来会在土星环上引起涟漪。

　　在《自然天文学》杂志接受的一项新研究中，两位加州理工学院的天文学家分析了这些波纹状的环，揭示了关于土星核心的新信息。对于他们的研究中，他们使用的捕获旧数据美国宇航局的卡西尼号，即绕行带有环巨头13年才一头扎进了这颗行星的大气层，并在2017年解体航天器。

　　研究结果表明，这颗行星的核心并不是一个坚硬的岩石球，正如之前的一些理论所提出的那样，而是冰、岩石和金属流体的扩散汤——或者科学家们所说的“模糊”核心。分析还显示，地核延伸到行星直径的60%，这使得它比以前估计的要大得多。

　　“我们像使用巨大的地震仪一样使用土星环来测量行星内部的振荡。”共同作者、加州理工学院理论天体物理学助理教授吉姆富勒说。

　　“对土星波纹环的详细分析是一种非常优雅的地震学形式，可以推断土星核心的特征。”加州理工学院地震实验室矿物物理学威廉 E.莱昂哈德教授詹妮弗杰克逊说。

　　该研究的主要作者是 Christopher Mankovich，他是在富勒小组工作的行星科学博士后研究员。

　　这些发现为土星模糊核心提供了迄今为止最好的证据，并与美国宇航局朱诺号任务的最新证据一致，这表明气态巨行星木星也可能有类似稀释的核心。

　　“模糊的核心就像污泥。”曼科维奇解释说。“当你向行星中心移动时，行星中的氢气和氦气逐渐与越来越多的冰和岩石混合。这有点像地球海洋的一部分，随着你进入越来越深的层次，咸度会增加，从而形成稳定的结构。”

　　土星的振荡可以在其环中产生波，因此环可以用作地震仪来研究土星内部的想法首先出现在 1990 年代早期 Mark Marley ，后来成为卡西尼成像团队的负责人。2013 年，Matt Hedman 和 PD Nicholson（PhD ‘79）首次观察到这种现象，他们分析了卡西尼号采集的数据。天文学家发现，土星的C环包含由土星引力场波动驱动的多个螺旋模式，这些模式不同于环中由与行星卫星的引力相互作用引起的其他波。

　　现在，曼科维奇和富勒已经分析了环中的波浪模式，以建立土星晃动内部的新模型。

　　“土星总是在颤抖，但它很微妙。”曼科维奇说。“这颗行星的表面每隔一到两个小时就会移动大约一米，就像一个缓慢荡漾的湖水。”

　　研究人员说，观察到的引力涟漪表明，土星的深处内部虽然作为一个整体晃动，但由较重的物质沉入行星中部并停止与上方较轻的物质混合后形成的稳定层组成。

　　“为了使行星的引力场以这些特定频率振荡，内部必须是稳定的，而且只有当你进入行星中心时，冰和岩石的比例逐渐增加，这才有可能。”富勒说。

　　他们的研究结果表明：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。

　　Hedman 没有参与当前的研究，他说：“Christopher 和 Jim 能够证明一个特定的环特征提供了强有力的证据，证明土星的核心非常分散。想到土星产生的所有其他环特征可能会告诉我们关于这颗行星的什么，我很兴奋。”

　　此外，这些发现对当前的气态巨行星形成模型提出了挑战，这些模型认为岩石核首先形成，然后吸引大包气体。如果研究表明行星的核心确实是模糊的，那么行星可能会在此过程中更早地吸收气体。

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