木星核心深處隱藏著諸多秘密，至今仍令科學(xué)家困惑不已。

這顆太陽系中最大的行星擁有研究者所稱的"彌散核心" —— 其中心區(qū)域并不像人們曾經(jīng)預(yù)期的那樣具有清晰邊界。與想象中的巖石核心被氣體層層包裹的結(jié)構(gòu)不同，木星的核心逐漸融入上方富含氫元素的大氣層，形成了平滑的過渡區(qū)域。

這一奇特結(jié)構(gòu)最初由美國宇航局的朱諾號探測器于2016年發(fā)現(xiàn)。該發(fā)現(xiàn)令天文學(xué)家感到意外，他們原本認(rèn)為氣態(tài)巨行星應(yīng)該具有更明確的核心邊界。而當(dāng)觀測顯示土星似乎也存在類似的彌散核心結(jié)構(gòu)時，這個謎團變得愈發(fā)深邃。

關(guān)于木星模糊核心的主流解釋曾涉及行星早期歷史中的災(zāi)難性碰撞事件?？茖W(xué)家推測，一個可能包含木星一半核心物質(zhì)的巨大天體，以極大沖擊力撞向這顆年輕行星，徹底攪混了其中心區(qū)域。這場碰撞劇烈到足以將木星中心致密的巖石和冰物質(zhì)與周圍較輕的氫氦元素完全混合。

杜倫大學(xué)的研究團隊決定通過超級計算機模擬來驗證這個巨型撞擊理論。他們與美國宇航局、地外文明研究所及奧斯陸大學(xué)的科學(xué)家合作，利用DiRAC COSMA超級計算機模擬了巨型天體與木星大小行星相撞的情景。

團隊運用尖端軟件進行了多次模擬，測試了包括極端劇烈碰撞在內(nèi)的各種情景，并采用新方法更好地模擬災(zāi)難性事件中的物質(zhì)混合過程。結(jié)果明確而出人意料：所有模擬均未產(chǎn)生與木星實際結(jié)構(gòu)相似的穩(wěn)定彌散核心。計算機模型顯示，巨型撞擊后致密的巖石物質(zhì)會快速沉降，在核心與外層氫元素之間形成清晰邊界 —— 這與朱諾號的觀測結(jié)果完全相反。

杜倫大學(xué)的托馬斯·桑德斯博士表示："模擬顯示這類撞擊確實會震動行星核心，但無法解釋我們現(xiàn)在看到的木星內(nèi)部結(jié)構(gòu)。"這項發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月報》的研究表明，木星的彌散核心是通過更為漸進的過程形成的。

這種特殊結(jié)構(gòu)很可能并非源于單次劇烈碰撞，而是數(shù)十億年前行星在成長過程中緩慢吸收輕重物質(zhì)逐漸形成的。土星同樣具有彌散核心的事實為這一漸進形成理論提供了支持。奧斯陸大學(xué)的路易斯·特奧多羅博士指出，土星的相似結(jié)構(gòu)說明彌散核心并非罕見超高能撞擊的產(chǎn)物，而是行星長期生長演化過程中逐漸形成的。

這些發(fā)現(xiàn)對太陽系外研究具有重要意義。天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn)許多木星和土星大小的系外行星。如果彌散核心是逐漸形成而非源于罕見災(zāi)難事件，意味著這些遙遠(yuǎn)世界可能大多具有類似的復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

研究表明，雖然巨型撞擊在行星形成過程中確實扮演重要角色，但并不能解釋所有觀測特征。隨著科學(xué)家對太陽系鄰域及數(shù)千顆系外行星的持續(xù)探索，木星核心之謎提醒著我們：宇宙仍蘊藏著無數(shù)驚喜。

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