木星可能有類似地球的巖核

一位地球物理學家模擬了木星內部氫原子和氦原子的情況，計算機計算結果發現木星有一個巖核，其大小是之前認為的兩倍。「我們的模型顯示，其中心有一個巨大的巖質物體被一層冰所包圍，而木星其他地方幾乎沒有冰，」來自加州大學伯克利分校的伯克哈德·米裡茨說。「這次模擬得到的結果與近期其他模型十分不同。其他模型都預測木星內核很小，或者根本沒有內核，並且大氣層中充斥著混合冰。」 將這個模型與木星已知的質量、半徑、表面溫度、引力和赤道隆起進行比較，結果發現木星的核心是一塊類地巖石，其質量是地球的14到18倍，或木星總質量的1 / 20，米利策說。之前的模型預測木星的內核要小得多，只有地球質量的7倍，或者根本就沒有內核。

模型顯示，木星內核是由層狀分布的金屬、巖石以及甲烷、氨和水形成的冰構成的，大氣裡面充斥著氫和氦。木星的巖核應該也是像地核一樣的鐵和鎳構成的金屬球體。

「木星的內部基本上和土星差不多，內部都像海王星或者天王星一樣，」他說。海王星和天王星被稱為「冰巨星」，因為它們都有被氫冰和氦冰包裹著的巖核，但是外部沒有像木星和土星一樣的包裹內核的氣體。

新模型預測（圖片上部）木星的內部有一個被甲烷，水和氨形成的冰所包圍的巨大巖核，而大氣中含有木星質量95%的氫氣和氦氣，幾乎沒有冰。之前的模型預測（圖片下方）的內核只有新模型的一半大小，並且大氣中充滿了冰。（伯克哈德·米裡茨/加州大學伯克利分校）

「那個老模型我們從19年前一直用到現在，伯克哈德的新運算消除了許多老模型的不確定因素，」 來自亞利桑那大學的威廉·B·哈伯德，伯克哈德的合著者說。「新的熱力學模型對木星內部的情況有更準確的物理描述。」

巨大的巖核表明在45億年前，在木星和其他巨型氣態行星形成時，巖石互相碰撞形成內核，然後捕獲大量氫氣、氦氣來構成大氣層。

「根據核心吸積模型，當最初的行星狀星雲冷卻後，星子在失控效應的作用下相互碰撞並結合在一起，形成了行星的核心，」 米裡茨說。「如果真是這樣的話，這就表明和模型預測的一樣，行星有巨大的核心。小核心非常難以形成行星。

為了與觀測到的木星引力相匹配，米裡茨的模型還預測木星內部不同部分以不同的速率旋轉。木星可以看作一系列同心圓柱體繞行星的軸心旋轉，最外層的圓柱體，也就是赤道地區，比內部的圓柱體旋轉的更快。這與太陽的自轉是一樣的，米裡茨說。

研究人員稱他們的模型與伽利略號探測器的數據完全相符。伽利略號探測器在1995年到2003年間繞木星軌道運行。

米裡茨計劃用這個新的模型去模擬其他行星的內部情況，並研究其對太陽系外行星的形成會產生怎樣的影響。2011年，美國宇航局會發射朱諾號探測器，它將在2016年抵達木星軌道，測量木星的磁場和引力，而朱諾號傳回的數據將證明米裡茨的預測是否準確。

內部結構

人們認為木星由一個緻密且混有多種元素的內核，圍繞著內核的一層液態金屬氫和一些氦，以及主要含有分子氫的外部組成。除了這個基本框架之外，其餘部分還有相當大的不確定性。木星的內核通常被描述為巖石狀，但詳細組成尚不清楚，在這些深度的溫度和壓力下，物質的性質也不清楚。

1997年，對木星引力測量所提出其內部可能存在內核，質量大約是地球的12到45倍，大概佔木星總質量的4%-14%。行星形成模型表明木星至少在部分歷史時期存在內核，其核心必須是質量足夠大的巖核或者冰核才能從原太陽星雲中捕獲大量的氫氣和氦氣。假設它確實存在過，那麼在高溫液態金屬氫與熔化內核的對流中，它可能已經縮小了，它的內部物質被帶到了行星內部的靠外的位置。它的內核現在可能已經消失殆盡，由於引力測量還沒有足夠精確，所以無法完全排除這種可能性。