木星的组成表明其核心形成于 N2 雪线之外

木星大气相对于太阳丰度在 C、N、S、P、Ar、Kr 和 Xe 上富集了约 3 倍。气态巨行星包层主要通过大气中固体的溶解而富集,这一恒定富集因子令人困惑,因为上述若干元素预期并不在木星的吸积区以固态存在;最严重的是,Ar 和 N 的主要载体 N2 仅在极低温度 21–26 K(对应于外太阳系星云)下才凝结。我们提出,木星均匀富集模式之谜的一个合理解是:木星核心形成于 N2 和 Ar 雪线之外,即 30 au 以外,从而在所有重于 Ne 的挥发物上构成太阳组成的核心。在包层吸积和星子轰击过程中,部分核心与包层混合,导致了观测到的富集模式。我们表明,即便在木星最终吸积区内有来自贫 N 卵石和星子的显著污染,该情形也能自然产生观测到的大气组成。我们注意到,在较大星云半径处的巨核形成与近期通过卵石吸积形成气态巨行星核心的模型一致,后者要求核心形成于木星当前位置之外,以抵消核心与包层形成过程中的快速向内迁移。若此情形普遍,气态巨行星核心形成或可解释原行星盘中在 10 至 100 au 之间观测到的许多缝隙。