土星新建模解釋奇特對稱磁場,氦雨層發揮關鍵作用

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 09 日 13:36 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


土星作為太陽系最顯目的行星,除了擁有美麗土星環外,它的磁場也非常特殊,幾乎對稱於土星自轉軸。為理解這顆氣態巨行星內部發生了什麼得以形成這種磁場,科學家最近替土星外觀建了詳細模型,並表明厚厚的氦雨層影響了該行星磁場。

土星的磁場比地球磁場強大約 20 倍,雖然仍遠不及木星磁場(強度為地球磁場 400 倍),但它特殊之處在於磁場幾乎對稱於行星自轉軸,這和其他行星完全不一樣。

▲ 土星磁場幾乎對稱於土星自轉軸。

而卡西尼號探測器(Cassini)在任務最後收集到的磁場詳細測量結果,正在幫科學家更了解土星深處與對稱磁場的關聯。美國約翰·霍普金斯大學團隊最近建立一種新模型,利用卡西尼號數據重現觀察到的磁場,發現模型對溫度因素相當敏感,而土星北極和南極附近實際上可能有輕微的非軸對稱性。

眾所皆知,要研究氣態巨行星的內部結構非常困難,一般認為土星核心為冰塊/岩石核,周圍有一層導電金屬氫,也就是產生行星磁場的來源;接著金屬氫過渡到主由分子氫組成的絕緣外層,而根據卡西尼號數據,研究人員指出土星磁場和過渡層中的「氦雨」息息相關,或者說氦雨層延伸達行星半徑 70%,會抑制形成磁場的發電機作用。

科學家非常想探討土星兩極磁場,但我們可能要等很長一段時間了,因為這些地方很難從地球上觀察,且目前也沒有其他土星探測器開發中。新論文發表在《AGU Advances》期刊。

(圖片來源:約翰·霍普金斯大學

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