本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
導語:地球磁場均勻地分布在這個世界的周圍空間,僅憑肉眼是無法看到磁場存在的。但NASA發射的一架探測衛星就在繞地球飛行期間記錄下了地球磁場的聲音,眾多網友在聽完後表示:這樣的聲音太奇妙了!
文/樹莓
BepiColombo
這架NASA發射的衛星擁有一個比較複雜的名字——BepiColombo,它是一架目的地為遙遠水星的探測衛星,預計於2026年到達水星。BepiColombo在達到水星後就要開始完成自己的探測目標,一個是探測水星的表面和內部結構,另一個是考察太陽風和水星磁場之間的相互關係。
但就在它正式飛向水星之前,科學家先將它放到了地球軌道上,在繞地球飛行期間測量了地球磁場。下面的視頻就是水星探測器所捕獲到地球磁場的聲音,但卻不是太空中的實際聲音。原本為8小時的地球磁場記錄數據也被壓縮成26秒,這樣可以給大家帶來更直觀的感受。
在視頻中也可以看到,當探測器碰到地球磁場邊緣的瞬間(距離地球約7000公裡),探測器就記錄下了這個與眾不同的聲音,這是太陽風與地球磁場之間產生的相互作用結果。隨著探測器距離地球越來越近,直至探測器達到一個臨界點(距離地球約12700公裡)之前,地球磁場的聲音呈一種越來越急促的狀態。但超過了這個臨界點之後,記錄下的地球磁場聲音又開始顯得緩慢起來。
關於地球磁場的些許問題
地球磁場對於科學家來說是既熟悉又陌生的,熟悉是因為我們已經掌握了地球磁場的分布和變化規律,陌生是因為關於地球磁場的起源問題,科學家一直也沒找到一個令人滿意的答案。而地球磁場又由基本磁場、外緣磁場和磁異常組成,探測器記錄下的聲音主要是外緣磁場。
探測器從地球磁場邊緣划過時,這時磁場方向是水平的,隨著探測器越來越接近地球的北極,磁場方向也變得越來越垂直,也可以聽到發生距離變化時聲音的不同。變化的急促聲也可以表明探測器遇到了越來越複雜的垂直磁感線,而隨著聲音變得平緩,探測器又回到了與磁場方向平行的位置。
但外緣磁場比較特殊,不僅與地球內部有關,還容易受到太陽黑子活動和宇宙輻射的影響。也即我們聽到的這些聲音中一定存在著不屬於地球磁場的其它幹擾,從中找到這些幹擾聲音,就意味著能確定在一定太陽活動周期的前提下,太陽輻射對地球磁場施加了多少壓力,以及地球磁場自身的變化情況。
地球磁場對地球的重要性不必多說,如果地球磁場消失,那地球也一定會分崩離析。所以隨著科技水平的提高,科學家也開始越來越重視地球磁場的變化規律,為的就是希望能從中預測到地球未來的變化,這其中包括了海洋變化、氣候變化等。