澳大利亞國立大學（ANU）的地震學家開發了一種新的方法來掃描我們太陽系中行星的內部深處，以確認它們是否有一個核心存在。這種掃描方法的功能類似於利用聲波生成病人身體圖像的超聲波掃描，只需要在行星表面安裝一個地震儀就能發揮作用。

它也可以用來確認一個星球的核心的大小。這項研究於10月27日發表在《自然天文學》雜誌上。

利用ANU的模型掃描火星的整個內部，研究人員證實紅色星球的中心有一個巨大的核心–這一理論在2021年被一個科學家團隊首次證實。

研究報告的共同作者、來自ANU的Hrvoje Tkalcic教授說，根據使用ANU技術收集的數據，研究人員確定，火星核心比地球小，直徑約為3620公里（2250英里）。

他說：”我們的研究提出了一種創新的方法，使用一個單一的儀器來掃描任何行星的內部，這種方式以前從未做過。 “

確認行星核心的存在，研究人員將其稱為所有行星的”引擎室”，可以幫助科學家了解更多關於一個行星的過去和演變。它還可以幫助科學家確定在一個星球的歷史上，磁場是在哪個時間點形成並停止存在。

核心在維持一個行星的磁場方面起著積極的作用。就火星而言，它可以幫助解釋為什麼與地球不同，紅色星球不再有磁場–這是維持所有生命形式的關鍵。

“建模表明，火星核心是液態的，雖然它主要由鐵和鎳組成，但它也可能含有氫和硫等較輕元素的痕跡。這些元素可以改變核心輸送熱量的能力，”主要作者Wang Sheng博士說，他也來自澳大利亞國立大學。

“磁場很重要，因為它為我們屏蔽了宇宙輻射，這就是地球上的生命得以存在的原因。”

利用火星表面的一個地震儀，ANU團隊測量了特定類型的地震波。由火星地震引發的地震波，在火星內部迴盪時，會發出一系列信號或”迴聲”，並隨時間變化。這些地震波穿透火星核心並在其上反彈。

研究人員對”晚期”和”較弱”的信號感興趣，這些信號在從地震、流星體撞擊和其他來源發出後的幾個小時內可以存活。”儘管這些晚期信號似乎是嘈雜的，沒有什麼用處，但這些在火星不同地點記錄的微弱信號之間的相似性表現為一種新的信號，揭示了紅色星球的心臟存在一個大核心，”Tkalcic教授說。”我們可以確定這些地震波走多遠才能到達火星核心，但也可以確定它們在火星內部的傳播速度。這些數據有助於我們對火星核心的大小做出估計。”

據研究人員稱，他們使用單一的地震儀來確認行星核心的存在的方法也是一個”具有成本效益的解決方案”。

“火星上有一個單一的地震站。在1970年代，月球上有四個。”Wang博士說：”由於成本高昂，在未來幾十年甚至本世紀，擁有有限的儀器的情況不太可能改變。我們現在需要一種方法，只使用一個地震儀來研究行星內部。”

研究人員希望這種由ANU開發的涉及單一地震儀的新技術可以用來幫助科學家更多了解我們的其他行星鄰居，包括月球。

美國和中國計劃向月球發送地震儀，澳大利亞也有參與未來任務的雄心，因此有可能使用新的和更複雜的儀器進行進一步研究。雖然有很多關於行星核心的研究，但人類擁有的行星內部的圖像仍然非常模糊。但是有了像這樣的新儀器和新方法，我們將能夠得到更清晰的圖像，這將幫助我們回答一些問題，例如內核有多大，它們是採取固體還是液體形式。甚至可以用來分析木星的衛星和外太陽系行星的固體。

為了開展研究，澳大利亞國立大學的科學家們使用了從美國宇航局InSight登陸器上附著的地震儀收集的數據，該登陸器自2018年在火星上著陸以來，一直在收集有關火星地震、火星天氣以及該星球內部的信息。