科学家们长期以来就知道地球和水星都有金属核心。像地球一样,水星的外核由液态金属组成,但关于水星的最内核是否为固态的证据一直不明确。现在,在一项新研究中,科学家报告了水星内核确实是固态的证据,并且其大小与地球的固体内核非常接近。
一些科学家将水星比作一个炮弹,因为它的金属核心占据了行星体积的近85%。这个巨大的核心——与其他岩石行星相比,在太阳系中是巨大的——一直是关于水星最引人入胜的谜团之一。科学家们也一直想知道水星是否可能有一个固态内核。
水星固态内核的发现,发表在AGU的《地球物理研究快报》杂志上,帮助科学家更好地理解水星,同时也为太阳系的形成和岩石行星随时间的演变提供了线索。
为了弄清水星的核心是由什么构成的,Genova和他的同事们必须从字面上更接近水星。该团队使用了NASA的MESSENGER任务的几次观测来探测水星的内部。研究人员主要观察了行星的自旋和重力。
科学家们使用MESSENGER的无线电观测来确定水星的引力异常(质量局部增加或减少的区域)和其自转轴的位置,这使他们能够理解行星的方向。
每个行星都在一个轴上旋转,也称为极点。水星的自旋比地球慢得多,其一天大约持续58个地球日。科学家经常使用物体自旋方式的微小变化来揭示其内部结构的线索。
重力可以帮助回答这个问题。随着MESSENGER在水星任务期间越来越接近表面,科学家记录了航天器在行星重力影响下的加速度。在任务的后期部分,MESSENGER在距离表面约120英里的高度飞行,并在最后一年内不到65英里。
Genova和他的团队将MESSENGER的数据输入到一个复杂的计算机程序中,使他们能够调整参数,并找出水星内部成分必须是什么样的,以匹配其自旋方式和航天器在其周围的加速度。结果显示,为了最佳匹配,水星必须有一个大的固态内核。