通过深度行星扫描首次确认火星核心的存在

原标题:通过深度行星扫描首次确认火星核心的存在 《自然天文学》杂志:通过深度行星扫描首次确认火星核心的存在(Credit: Dr Sheng Wang and Professor Hrvoje Tkalcic/ANU) 澳大利亚国立大学(ANU)的地震学家开发了一种新的方法来扫描我们太阳系中行星的内部深处,以确认它们是否有一个核心存在。这种扫描方法的功能类似于利用声波生成病人身体图像的超声波扫描,只需要在行星表面安装一个地震仪就能发挥作用。 它也可以用来确认一个星球的核心

通过深度行星扫描首次确认火星核心的存在

《自然天文学》杂志:通过深度行星扫描首次确认火星核心的存在(Credit: Dr Sheng Wang and Professor Hrvoje Tkalcic/ANU)

澳大利亚国立大学(ANU)的地震学家开发了一种新的方法来扫描我们太阳系中行星的内部深处,以确认它们是否有一个核心存在。这种扫描方法的功能类似于利用声波生成病人身体图像的超声波扫描,只需要在行星表面安装一个地震仪就能发挥作用。

它也可以用来确认一个星球的核心的大小。这项研究10月27日发表在《自然天文学》杂志上。

利用ANU的模型扫描火星的整个内部,研究人员证实红色星球的中心有一个巨大的核心--这一理论在2021年被一个科学家团队首次证实。

研究报告的共同作者、来自ANU的Hrvoje Tkalcic教授说,根据使用ANU技术收集的数据,研究人员确定,火星核心比地球小,直径约为3620公里(2250英里)。

他说:"我们的研究提出了一种创新的方法,使用一个单一的仪器来扫描任何行星的内部,这种方式以前从未做过。   "

确认行星核心的存在,研究人员将其称为所有行星的"引擎室",可以帮助科学家了解更多关于一个行星的过去和演变。它还可以帮助科学家确定在一个星球的历史上,磁场是在哪个时间点形成并停止存在。

核心在维持一个行星的磁场方面起着积极的作用。就火星而言,它可以帮助解释为什么与地球不同,红色星球不再有磁场--这是维持所有生命形式的关键。

"建模表明,火星核心是液态的,虽然它主要由铁和镍组成,但它也可能含有氢和硫等较轻元素的痕迹。这些元素可以改变核心输送热量的能力,"主要作者Wang Sheng博士说,他也来自澳大利亚国立大学。

"磁场很重要,因为它为我们屏蔽了宇宙辐射,这就是地球上的生命得以存在的原因。"

利用火星表面的一个地震仪,ANU团队测量了特定类型的地震波。 由火星地震引发的地震波,在火星内部回荡时,会发出一系列信号或"回声",并随时间变化。  这些地震波穿透火星核心并在其上反弹。

研究人员对"晚期"和"较弱"的信号感兴趣,这些信号在从地震、流星体撞击和其他来源发出后的几个小时内可以存活。"尽管这些晚期信号似乎是嘈杂的,没有什么用处,但这些在火星不同地点记录的微弱信号之间的相似性表现为一种新的信号,揭示了红色星球的心脏存在一个大核心,"Tkalcic教授说。 "我们可以确定这些地震波走多远才能到达火星核心,但也可以确定它们在火星内部的传播速度。这些数据有助于我们对火星核心的大小做出估计。"

据研究人员称,他们使用单一的地震仪来确认行星核心的存在的方法也是一个"具有成本效益的解决方案"。

"火星上有一个单一的地震站。在1970年代,月球上有四个。"Wang博士说:"由于成本高昂,在未来几十年甚至本世纪,拥有有限的仪器的情况不太可能改变。我们现在需要一种方法,只使用一个地震仪来研究行星内部。"

研究人员希望这种由ANU开发的涉及单一地震仪的新技术可以用来帮助科学家更多了解我们的其他行星邻居,包括月球。

美国中国计划向月球发送地震仪,澳大利亚也有参与未来任务的雄心,因此有可能使用新的和更复杂的仪器进行进一步研究。  虽然有很多关于行星核心的研究,但人类拥有的行星内部的图像仍然非常模糊。但是有了像这样的新仪器和新方法,我们将能够得到更清晰的图像,这将帮助我们回答一些问题,例如内核有多大,它们是采取固体还是液体形式。 甚至可以用来分析木星的卫星和外太阳系行星的固体。

为了开展研究,澳大利亚国立大学的科学家们使用了从美国宇航局InSight登陆器上附着的地震仪收集的数据,该登陆器自2018年在火星上着陆以来,一直在收集有关火星地震、火星天气以及该星球内部的信息。

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