科学家说,木星在45亿年前被另一颗行星撞击,这从根本上改变了太阳系的气体巨人

Jupiter may have been struck by a newborn planet in a colossal head-on collision 4.5 billon years ago that fundamentally altered the solar system's largest gas giant, according to a study published in the journal 自然.

一个国际研究小组在进行了多次3D计算机模拟后得出了这一结论,他们说,这一发现有助于解释朱诺号航天器收集的一些令人费解的测量数据,该航天器目前正在环绕地球运行。

朱诺号任务的数据使科学家能够准确绘制木星引力场的图像,该图被用于推断木星的组成和内部结构。

然而,这些观测表明,木星的核心密度比科学家预期的要低,也大得多。事实上,朱诺的数据表明,这颗行星的被稀释的核心含有重元素——氢或氦以外的元素——这些元素延伸到木星半径的近一半。这挑战了标准的行星形成理论。

"这令人费解,"赖斯大学这项研究的合著者安德里亚·伊塞拉在一份声明中说。"这表明发生了一些搅动核心的事情,而这正是巨大冲击发挥作用的地方。

据研究人员称,一个可能的解释是,早期木星最初的紧凑核心随着时间的推移逐渐被侵蚀,尽管这一假说包含了一些重大的不确定性

因此,科学家们提出,在太阳系的早期阶段,一颗仍然成形的行星与年轻的木星正面碰撞,可能会破坏这颗行星最初密集的核心,导致重元素与其密度较低的混合外层。

起初,当这项研究的主要作者、中国中山大学的刘尚飞(Rice)前博士后研究员刘尚飞提出时,Isella对这个想法持怀疑态度。

"在我看来,这不太可能,就像万分之一的概率,"Isella说。"但尚飞说服我,通过剪切计算,这是不是那么不可能。

然后,该团队运行了数千次计算机模拟,表明这种情况可能已发生。然而,唯一可能产生我们今天在木星上看到的内核类型的碰撞,就是与一个比地球大10倍的行星胚胎撞击。

Isella 说:"由于它密集,而且它具有大量的能量,因此撞击器就像一颗子弹,穿过大气层,正面击中核心。"在撞击之前,您有一个非常密集的核心,周围环绕着大气。正面影响会分散事物,稀释核心。

研究人员说,最新的发现可能对我们理解我们宇宙中的其他现象有重大意义。

"对恒星的天文观测可能用这种事件来解释,"Isella说。"这仍然是一个新领域,因此结果远非固体,但由于有些人一直在遥远的恒星周围寻找行星,他们有时会看到红外辐射在几年后消失。

"一个想法是,如果你看着一颗恒星,当两颗岩石行星正面碰撞和破碎时,你可以产生一个尘埃云,吸收恒星光并重新释放它,"他说。"所以,你有点看到闪光,从这个意义上说,现在你有这个尘埃云发出光。过了一段时间,尘埃消散,排放消失。

朱诺号于2011年8月5日从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,2016年7月抵达木星。到目前为止,它完成了几次科学飞行,为这个气体巨人的起源、结构、大气和磁场提供了引人入胜的见解。

在这个时候,朱诺号宇宙飞船彻底改变了我们对气体巨人,揭示了其巨型气旋群的秘密以及其巨大风暴的广阔深度,以及其他发现。

Jupiter collision
艺术家对一个年轻的木星和早期太阳系中一颗仍然形成的原行星相撞的印象。 K. Suda – Y. Akimoto/Mabuchi 设计办公室,由日本天体生物学中心提供
科学家说,木星在45亿年前被另一颗行星撞击,这从根本上改变了太阳系的气体巨人。科技与科学