木星原来是不均匀的。 金属丰度提供了有关起源的线索

信用:美国国家航空航天局

由亚米拉·米格尔(SRON/莱顿天文台)领导的一个国际天文学家团队发现木星的气态外壳并不均匀分布。 内部的金属比外部的多,加起来总共有 11 到 30 个地球质量,即木星总质量的 3% 到 9%。 这是一个足够高的金属丰度,可以得出结论,千米大小的天体——小行星——一定在木星的形成中发挥了作用。 它将于 6 月 8 日在《天文学与天体物理学》上发表。

当 NASA 的朱诺号太空任务于 2016 年抵达木星时,我们瞥见了太阳系中最大行星的非凡美景。 除了著名的大红斑外,木星上到处都是飓风,几乎赋予了它梵高画作的外观和神秘感。 然而,薄薄的可见层下方的行星外壳并不是立即可见的。 尽管如此,朱诺还是能够通过感应木星不同位置上方的引力来为我们描绘一幅图画。 这为天文学家提供了有关内部成分的信息,这与我们在地表看到的不同。

由亚米拉·米格尔(SRON/莱顿天文台)领导的一个国际天文学家团队现在发现,气体包层并不像以前认为的那样均匀和混合良好。 相反,它的金属(比氢和氦重的元素)向行星中心的收缩程度更高。 为了得出他们的结论,该团队建立了许多遵循朱诺测量的观测约束的理论模型。

该团队研究了金属的分布,因为它为他们提供了有关木星是怎样形成的信息。 结果证明金属在整个外壳中分布不均匀,内部比外部多。 总共有 11 到 30 个地球质量的金属。 米格尔:“像木星这样的气态巨行星在其形成过程中有两种获取金属的机制:通过小卵石或更大的小行星的吸积。我们知道,一旦小行星足够大,它就会开始推出卵石。 “我们现在看到的木星内部的金属在此之前是不可能实现的。所以我们可以排除木星形成过程中只有鹅卵石作为固体的情况。小行星太大而无法被阻挡,所以它们一定起了作用。”

发现外壳的内部比外部具有更多的重元素,这意味着丰度随着梯度向外降低,而不是整个外壳的均匀混合。 “早些时候,我们认为木星有对流,就像沸水一样,使它完全混合,”米格尔说。 “但我们的发现显示不同。”