@ 2018.09.07 , 15:00

木星磁场有两个“南极”

作者:Charles Q. Choi

木星磁场有两个“南极”
Credit:HW

一项新研究发现,木星的磁场与所有其他已知行星的磁场截然不同 - 它有两个磁南极。

科学家们用NASA的朱诺号太空船分析了木星,探测器在木星极地表面上方4000公里处飞行,探测木星的磁场 - 这是太阳系中最强的行星磁场 - 发现了未曾预料的结果。

英国利兹大学的行星科学家克里斯·琼斯说:“我们有一个木星磁场特写视图,几乎与我们对地球磁场的了解一样好,这需要数百年的时间才能完成。这让我们有机会弄清楚地球以外的行星内部真正的状态。”

研究的主要作者,马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的行星科学家金伯利·摩尔说,在朱诺号发射之前,“我们手里最好的木星地图与地球相似,” 然而,这些新发现表明,木星的磁场与地球的磁场截然不同。她指出,“我们一开始感到困惑,因为朱诺号向我们展示的场景与我们预期的完全不同。”

描绘行星磁场的一种方法是给行星着色,其中磁通量(连接磁铁相对端的力线)从行星一端出现,标红色,在磁通量返回的地方标蓝色。在地球上,用该配色方案绘制的地球在北极附近呈深红色,在南极附近呈深蓝色。

木星的磁场就不一样咯。使用我们的配色方案,木星在其北极附近的一个带中呈深红色,但在另外两个点处呈深蓝色,其中一个靠近其南极,另一个则是木星赤道附近的“大蓝点”。(与大家可能知道的木星“大红斑”无关,它在可见光下令天文学家眼花缭乱。)

“从我们先前相当模糊的观点来看,木星的磁场被认为就像地球一样 - 现在我们可以看到它的不同了,”没有参与这项研究的琼斯说到。

此外,在地球上,行星磁场中极点之外的区域大部分均匀地分布在两极之间的区域,并且基本上可以被认为是无色(磁场不集中)。相比之下,在木星上,不受任何一极影响的磁场部分几乎完全集中在北半球。

科学家们认为,行星磁场源于它们的核心 - 由热量驱动的行星核心内搅动导电流体。核心的运动导致电子在流体内移动,产生电流,进而产生磁场。在地球上,这些流体是熔融金属(如铁和镍),而在木星上,行星内部极高的压力和密度迫使氢气变成液态、金属般的氢,和金属一样导电。

研究人员认为,木星磁场的奇怪性质可能源于这种独特的内部结构。虽然地球的内核相对简单,液态金属在外核内流动,但科学家们认为木星的核心“可能已溶解,并与星球的内半部混合,”摩尔说。

此外,木星是氢和氦的混合物,它们并不总是很好地混合。“就像地球上有雨一样,木星可能在其内部下氦雨,这可能会改变磁场,”摩尔说。 “木星的风也可能会达到足够的电导率来影响磁场的深度。”

摩尔说,来自朱诺号的更多数据可以揭示木星内部的哪些情景可能是正确的。

本文译自 popsci,由译者 HW 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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