土星环上的波纹揭示了气态巨行星核心的“模糊”本质
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。
【菜科解读】
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。
新研究表明银河系或有20亿颗行星像地球
研究人员说，研究结果暗示，我们的银河系中也许存在着数十亿颗类地行星。
这些新的计算结果基于开普勒太空望远镜收集的数据。
开普勒太空望远镜在2月轰动全球，它发现了超过1200颗太阳系外潜在行星，包括68个可能与地球大小类似的行星。
美国航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的科学家们关注的主要是位于其恒星宜居带内、与地球大小类似的行星。
宜居带是指，允许星球表面存在液态水的区域。
研究人员分析开普勒4个月来收集的原始数据后确定，在所有类日恒星中，预计有1.4%到2.7%的恒星拥有类地行星，这些类地行星的直径是地球直径的0.8至2倍，且位于其恒星的宜居带内。
喷气推进实验室的天文学家约瑟夫·卡坦扎里蒂说：“这意味着，存在许多与地球大小类似的星球，在银河系中有20亿颗。
在数量这么多的情况下，其中有一些行星也许存在生命甚至是智慧生命的概率比较大。
这还只是我们所处的银河系，另外还有500亿个其他星系。
” 在研究了开普勒收集的3至4年的数据后，科学家们预言，将发现总共12个类地星球。
他们还说，其中有4个已经在数据公布后的4个月内被陆续发现。
科学家们预测，银河系中可能总共有500亿颗行星，尽管它们不全都是大小与地球类似且位于其恒星宜居带内。
旅行者1号行星轨迹多少年一次？旅行者1号的动力是什么
这么多年过去了，为何两艘旅行者号宇宙飞船还能继续飞行呢？它们的动力来自于哪里？它们不会撞上宇宙中的小行星吗？ 事实上，旅行者号飞船早已消耗完燃料，它们现在是无动力在宇宙中飞行。
而且太阳的引力已经无法把它们吸引回来，这两艘飞船的轨道是开放的双曲线，它们将会依靠惯性飞向遥远的星际空间。
那么，为何无动力的旅行者1号和2号还能飞出太阳系呢？ 关于这个问题，就要涉及到第三宇宙速度。
通过计算可知，从地球出发的宇宙飞船，只要初速度加速到16.7公里/秒 相对于地球，也就是第三宇宙速度，它们就能依靠惯性飞出太阳系。
在太阳系的不同位置，受到的太阳引力不同，所以对应的太阳系逃逸速度也是不一样的。
越靠近太阳，受到的太阳引力作用越强，对应的太阳系逃逸速度越高，反之亦然。
旅行者1号和2号在离开地球时，火箭并没有能力把它们加速到第三宇宙速度，而只是让它们达到第二宇宙速度，使它们可以摆脱地球引力束缚，飞向地球轨道外侧的太阳系。
旅行者号飞船最后能够飞出太阳系，还要得益于四大巨行星的引力加速。
旅行者号遇上了一百多年一遇的天象。
木星、土星、天王星、海王星，这四大巨行星的排列方式很特别，它们运动到了太阳的同一侧，旅行者号在理论上可以一次性飞越四颗行星。
由于旅行者1号的探测任务在中途发生变化，因为拥有浓厚大气层的土卫六引起了天文学家的强烈关注，所以旅行者1号只相继造访了木星和土星。
旅行者2号则相继造访了四大巨行星，这是人类至今唯一一次近距离探测天王星和海王星。
在几大巨行星的强大引力加速作用下，旅行者1号和2号都超过了它们各自所在位置的太阳系逃逸速度。
因此，尽管它们已经耗尽用于加速的燃料，但仍然可以离开太阳系。
为何旅行者号飞了几十年都没有撞上宇宙中的小行星？ 在太阳系中，火星与土星之间存在小行星带，其中直径大于1公里的小行星数量至少有110万颗，而尺寸更小的小行星数量更多。
尽管如此，旅行者号穿越小行星带时，也没有与其中的小行星发生碰撞，这是因为宇宙极其空旷。
再加上小行星和旅行者号都很小，引力很弱，所以旅行者号与小行星相撞的可能性极低。
只要幸免正面撞上几大行星，旅行者号就能安全地在宇宙中飞行。
未来，当旅行者号进入更为浩渺的星际空间之后，它们更大可能不会撞上宇宙中的天体，这两艘无人宇宙飞船将会像太阳一样环绕银河系中心运动。
