天文學家認為,木星的行星核區似乎是偏離中心的,一種可以解釋該現象的理論認為木星核區的偏離可能是早期另一個巨大天體的撞擊導致的,這個天體的品質可能是地球品質的十倍。
圖解:哈伯太空望遠鏡的WFC3相機於2014年所拍攝到木星的真實色彩影像,可清楚看見木星南半球的大紅斑
在太陽系早期歷史中,一次天體撞擊並不是一件稀奇事;畢竟科學家猜測地球自己的衛星——月球也是誕生於一次巨大的撞擊事件的。這樣一個相似的撞擊事件可能可以為木星核心的一些出人意料的特徵提供解釋,例如木星行星核區密度低但是重元素丰度很高。
圖解:這幅模型剖面圖顯示木星內部的構造,液態金屬氫覆蓋著內部深處的岩石核心
NASA的Jupiter-orbiting Juno Mission能夠為科學家足夠詳細地記錄行星的重力場來探索和發現氣態巨行星內部的樣子。相比於擁有一個物質非常密集的核心(四周物質相對沒有那麼密集),木星的行星核區似乎是更加散開的,但是卻包含很多重元素。
圖解:木星的大小比太陽小一個數量級(×0.10045),但仍比地球大一個數量級(×10.9733),大紅斑大約有二到三個地球大(數量級相同)
美國、中國、日本和瑞士的科學家都想要知道這樣一個行星是如何變成上述情況的——這與刊登在Nature上文章中大多數行星形成模型相悖。但是有一個解釋這個結果的相應猜想:在木星形成的早期有過一次巨大的撞擊。
太陽系誕生於圍繞太陽的一個塵埃盤,塵埃盤中的物質合併形成了行星和其他天體。在這期間,一個類似木星的行星迅速形成,並且(在宇宙學時間尺度上)相當迅速地將重力作用在周圍行星上,結果可能附近一個更小的原行星和木星發生了撞擊——並且研究者關於木星形成的模型加上撞擊確實預測了形成一個他們眼中木星樣子的行星的條件。
圖解:藝術家關於與木星碰撞的概念。
論文裡說,這次撞擊並不是一次偏斜的側擊(只會讓木星慢慢吞食部分品質);因為這不會產生足夠用來破壞木星行星核區的激波。假想天體可能迎面直接撞進木星。
這當然是一個挑戰常規的猜想。“我們有很好的證據表明行星撞擊形成了現在的太陽系(月球的形成,許多水星岩石的脫離,以及可能導致天王星偏倒一側旋轉),”Jonathan Fortney,加州大學行星科學家(Santa Cruz並未參加這項研究),在一封電子郵件裡告訴Giamodo。“這個想法在很大程度上保持著相同的精神,儘管在大小和規模上大大增加。設想一下類似天文學和海王星一樣的天體一頭扎進木星裡面。”
但這只是一個猜想。“我還並沒有相信行星撞擊就是這個問題的正確答案,”Fortney說到,“但是我們可以將其列入未來將要詳細探索的有趣的解釋的名單裡。”並且Yamila Miguel,荷蘭Leiden天文臺的助理教授告訴我們,持續設想當時場景對於解釋行星奇怪的內部結構來說是很重要的。
所以,儘管一次巨大猛烈地撞擊並非一件確定事件,但是思考這件事情一定是非常有趣的。
相關天文知識
木星是距離太陽第五近並且是太陽系中最大的行星。它是一個品質為太陽千分之一的氣態巨行星,但這已經是太陽系內其他行星品質總和的2.5倍。從古代開始天文學家就已經了解了木星。它是以羅馬神話中的神Jupiter(宙斯)的名字命名。從地球上看,木星反射的太Sunny是足夠明亮的來投射光影,並且平均上來說是天空中第三亮的天體,僅次於月球和金星。
半徑: 43,441英里
表面積: 23.71billion平方英里
軌道距離: 483.77 million miles
軌道順序: 5
軌道公轉週期: 11.86 years
重力加速度: 24.79 m/s²
太陽系是太陽和圍繞其旋轉的天體的重力約束系統。在直接圍繞太陽的天體中,最大的是八大行星伴隨著小天體殘餘,例如五顆矮行星和小太陽天體。在間接圍繞太陽的天體中——衛星——有兩個比最小的行星水星要大。
一個主要由氫和氦組成的相對密度較低的巨行星,例如木星、土星、天王星和海王星。一個氣態巨行星是一個主要由氫和氦組成的巨行星。木星和土星是太陽系的氣態巨行星。術語“gas giant”起初同義於“giant planet”,但是在20世紀90年代,大家都了解到天王星和海王星確實是典型的巨行星分類,主要由更重的易揮發的物質組成(作為“冰”被提及)。
一個原行星是一個產生於原行星盤並且經歷過內部融化過程產生差異化核心的行星胚胎。原行星被認為是由重力互相擾動軌道和相互碰撞的千米級別的星子形成,逐漸合併成主行星。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Ryan F. Mandelbaum- gizmodo-喵喵