木星磁場有兩個「南極」

作者:Charles Q. Choi

木星磁場有兩個“南極”

Credit:HW

一項新研究發現,木星的磁場與所有其他已知行星的磁場截然不同 - 它有兩個磁南極。

科學家們用NASA的朱諾號太空船分析了木星,探測器在木星極地表面上方4000公里處飛行,探測木星的磁場 - 這是太陽系中最強的行星磁場 - 發現了未曾預料的結果。

英國利茲大學的行星科學家克里斯·瓊斯說:“我們有一個木星磁場特寫視圖,幾乎與我們對地球磁場的瞭解一樣好,這需要數百年的時間才能完成。這讓我們有機會弄清楚地球以外的行星內部真正的狀態。”

研究的主要作者,馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學的行星科學家金伯利·摩爾說,在朱諾號發射之前,“我們手裡最好的木星地圖與地球相似,” 然而,這些新發現表明,木星的磁場與地球的磁場截然不同。她指出,“我們一開始感到困惑,因為朱諾號向我們展示的場景與我們預期的完全不同。”

描繪行星磁場的一種方法是給行星著色,其中磁通量(連接磁鐵相對端的力線)從行星一端出現,標紅色,在磁通量返回的地方標藍色。在地球上,用該配色方案繪製的地球在北極附近呈深紅色,在南極附近呈深藍色。

木星的磁場就不一樣咯。使用我們的配色方案,木星在其北極附近的一個帶中呈深紅色,但在另外兩個點處呈深藍色,其中一個靠近其南極,另一個則是木星赤道附近的“大藍點”。(與大家可能知道的木星“大紅斑”無關,它在可見光下令天文學家眼花繚亂。)

“從我們先前相當模糊的觀點來看,木星的磁場被認為就像地球一樣 - 現在我們可以看到它的不同了,”沒有參與這項研究的瓊斯說到。

此外,在地球上,行星磁場中極點之外的區域大部分均勻地分佈在兩極之間的區域,並且基本上可以被認為是無色(磁場不集中)。相比之下,在木星上,不受任何一極影響的磁場部分幾乎完全集中在北半球。

科學家們認為,行星磁場源於它們的核心 - 由熱量驅動的行星核心內攪動導電流體。核心的運動導致電子在流體內移動,產生電流,進而產生磁場。在地球上,這些流體是熔融金屬(如鐵和鎳),而在木星上,行星內部極高的壓力和密度迫使氫氣變成液態、金屬般的氫,和金屬一樣導電。

研究人員認為,木星磁場的奇怪性質可能源於這種獨特的內部結構。雖然地球的內核相對簡單,液態金屬在外核內流動,但科學家們認為木星的核心“可能已溶解,並與星球的內半部混合,”摩爾說。

此外,木星是氫和氦的混合物,它們並不總是很好地混合。“就像地球上有雨一樣,木星可能在其內部下氦雨,這可能會改變磁場,”摩爾說。 “木星的風也可能會達到足夠的電導率來影響磁場的深度。”

摩爾說,來自朱諾號的更多數據可以揭示木星內部的哪些情景可能是正確的。

本文譯自 popsci,由譯者 HW 基於創作共用協議(BY-NC)發佈。


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