朱诺号探测器绕木星飞第 32 圈时，我们团队盯着屏幕里跳动的引力矩数据犯了愁。J4 和 J6 这两个关键数值，比传统行星模型的预测值低了 3% 和 6%，这超出误差范围好几倍。要知道，在此之前，科学家们一直默认木星有个紧凑的固体核心，就像鸡蛋黄那样。
这个反常发现让我想起十年前的争议。2015 年伽利略号的数据说木星重元素占比 5%，2018 年另一组团队用光谱分析算成 15%，两边吵了好几年。直到朱诺号的高精度探测出来，才发现问题比想象的更复杂：木星的核心居然是 "稀释" 的，重元素像墨水渗进水里似的，扩散到半径的 40% 区域。
这就得从太阳系诞生时说起了。46 亿年前的原行星盘里，离太阳越近温度越高。在火星轨道以内，水、氨这些物质都变成了气体，能用来 "滚雪球" 的只有铁和硅酸盐，这些 "硬骨头" 总共才占星云质量的 0.5%。而在 4 到 5 个天文单位的位置，有一条神奇的 "冻结线"，在这里气体能凝结成冰晶，相当于给行星原料库加了百倍库存 🧊
木星就刚好踩在这条线的外侧，简直是占了太阳系的 "黄金地段"。我做过数值模拟，在这个位置，固体颗粒的碰撞概率是内侧的 10 倍。太阳形成 300 万年后，木星就攒出了 10 倍地球质量的核心 —— 这是个关键门槛，达到这个质量，就能开始吸积氢和氦了，而这两种元素占了星云的 98%。
这时候木星就像开了外挂的吸尘器。质量越大引力越强，吸得越快，形成恶性循环。更妙的是，年轻太阳的太阳风还在把内侧的气体往外吹，等于给木星送原料。团队做过时间轴模拟：第 100 万年，木星核心刚成型；第 300 万年，质量涨到地球 50 倍；第 500 万年，就已经是现在的大小了。
反观土星就惨多了。它晚出生几百万年，等它想吸气体时，星云已经开始消散，最后只长到木星的三分之一。天王星和海王星更倒霉，位置太远原料少，还被木星抢了先，只能捡点边角料，最后成了 "冰巨星"。
但最颠覆认知的还是那个稀释核心。我们团队试过三种模型：两层的、三层的，都没法匹配朱诺号的数据。直到有天深夜，一个同事突然说："会不会是撞出来的？" 这个想法让我们眼前一亮。
我们做了撞击模拟：一颗 30 倍地球质量的行星胚胎，以每秒 10 公里的速度正面撞上原始木星。撞击后中心温度升到 30000K，原始核心被撞碎，重元素混进氢氦包层。30 个动力学时间尺度后，模拟结果居然和朱诺号的数据对上了！那一刻团队里没人说话，都在盯着屏幕里逐渐扩散的物质云，那种激动我现在还记得 😮
不过疑问还没解决。撞击的行星胚胎从哪来？为什么刚好是正面撞击？还有，模拟显示需要精确的 30000K 中心温度，高一点就全混匀了，低一点就凝不成稀释结构，这巧合得有点不可思议。
现在我们正在等朱诺号的扩展任务数据。它最新的轨道能探测到木星更深层的结构，或许能找到撞击残留的痕迹。另外，天文学家已经在别的恒星系发现了类似木星的行星，它们是不是也有稀释核心？这可能会改写整个行星形成理论。
有时候我会想，木星的 "好运" 其实是一系列巧合的叠加：刚好的位置、刚好的形成时间、甚至可能刚好被撞了一下。但科学的有趣之处就在这，每解开一个谜，就会发现更多谜。就像现在，我们知道了木星靠捡便宜变大，但那个撞它的 "宇宙彩蛋"，还等着我们去揭开。返回搜狐，查看更多