卡西尼号大结局任务后的土星内部结构

我们综述了土星的内部结构与热演化，特别关注过去5年的工作。卡西尼任务的数据，包括由大结局轨道精确确定的引力场，以及仍在持续进行的、与行星内部地震模式相关的土星C环环波特征识别，使我们对土星结构的理解取得了巨大进展。与引力场相符的模型表明，在可见光大气中观测到的较差自转至少向下延伸至10,000 km的深度（行星半径的1/6）。在更深处，多种不同的研究如今都指向一个10小时33分钟的土星深层自转速率。有非常令人信服的证据表明存在一个中心重元素集中区（“核”），在最新模型中其质量为12-20个地球质量。环震学强烈暗示该核并非完全致密，而是稀释的（与上层H/He混合），并具有相当大的径向延伸，或许向外可达行星半径的一半左右。多种热演化情景都能与行星当前的光度相符，而在更好量化氦雨情景方面的进展受限于土星大气氦丰度知之甚少。我们讨论了磁场数据对于理解行星当前内部结构的相关性。我们指出了未来将地震学与引力在包含较差自转的框架内相结合的工作方向，以及土星进入式探测器的效用。