水星磁極或像地球一樣漂移

2020-11-24 騰訊網

地球磁極隨時間推移發生漂移。這是每一名飛行員或航海家都知道的事情。在規劃航線時，他們必須考慮這個因素。地球的磁極已經發生大幅偏移，並不與地極或者地球自轉軸重合；磁北極偏離地理北極600英裡（約合965公裡）。新研究指出水星的磁極也發生類似漂移。

距太陽最近的行星——水星

地球的磁極錨定地球的磁氣圈。磁氣圈延伸到太空，環繞我們的星球，保護我們免遭太陽輻射侵襲。磁氣圈和磁極是地球熔核的產物。科學家認為水星也擁有熔核。

地球磁極隨時間推移發生漂移。這種現象由地核熔鐵流動變化導致。在地球上，磁北極每年漂移34到37英裡（約合55到60公裡），磁南極每年漂移6到9英裡（約合10到15公裡）。此外，磁極還會發生翻轉。在地球的歷史上，磁極翻轉了大約100次。

地球磁極發生漂移。這種現場由地球液態核流動的變化導致

新研究發現水星的磁極也可能發生漂移，背後的故事要比科學家認為的複雜。研究論文《通過研究地殼磁場揭示水星及其地核發電機的早期歷史》刊登在美國地球物理聯合會的《地球物理學研究雜誌：行星》上。論文主執筆人是歐洲航天局歐洲航天研究與技術中心的天體物理學家喬安娜·奧利維亞。

研究過程中，科學家使用了美國宇航局「信使」號飛船的觀測數據。「信使」號2011年至2015年環繞水星飛行，是第一艘環繞這顆行星的飛船。「信使」號的磁力計對水星磁場進行細緻測量。這艘飛船的橢圓形軌道距地面不到200公裡。「信使」號獲取的數據表明，水星地殼存在與隕坑有關的微弱地磁異常現象。研究論文作者指出這種異常現象與撞擊隕石內的鐵有關。隨著熔鐵冷卻，水星的磁場也使其發生改變。

藝術概念圖，「信使」號飛船環繞水星

科學家知道火成巖在冷卻過程中會保存當時的水星磁場記錄。如果這些巖石存在磁性物質，便會與水星磁場對齊。這種現象被稱之為「熱剩餘磁化」。地球不同地區的巖石在不同時期冷卻，會創建一份地球磁極漂移的歷史檔案。這幫助科學家了解地球磁極在過去發生了翻轉。地球磁極上一次翻轉是在80萬年前。

熱剩餘磁化是了解行星磁歷史的關鍵所在。奧利維亞在一份新聞稿中指出：「如果我們希望獲取過去的線索，對磁場進行考古研究，巖石就需要發生熱剩餘磁化。」科學家能夠對水星磁場進行研究，但目前還沒有獲取任何巖石樣本。迄今為止，還沒有一艘飛船登陸水星。為了解決這個問題，研究人員將目光投向水星的5個隕坑以及「信使」號在靠近水星地表時收集的磁場數據。

科學家將目光聚焦水星的5個隕坑（白圈）以及「信使」號在靠近水星地表時收集的磁場數據

5個隕坑的磁信號與「信使」號觀測期間存在差異。這些隕坑的歷史在38億到41億年之間。研究人員認為它們可能蘊藏著重要線索，有助於確定古代水星磁極的位置以及磁極如何隨時間推移發生改變。奧利維亞說：「對於水星的演化，科學家提出了一系列模型，但沒有人通過地殼磁場了解這顆行星的演化。」

這些撞擊熔化了巖石，熔巖在冷卻過程中保存水星的磁場記錄。科學家利用5個隕坑的磁數據進行建模，以揭示水星磁場如何隨時間推移發生改變。在此基礎上，他們能夠估算出水星古磁極的位置。

與地球一樣，水星磁場也非常強大，能夠延緩和偏移太陽輻射。新研究指出古代水星的磁場要比現在複雜

研究結果揭示了水星的磁特徵，複雜程度讓科學家感到吃驚。他們發現古極距當前的磁南極很遠，似乎隨時間推移發生改變。他們原以為磁極會在靠近水星自轉軸的兩個點聚集，就像地球磁極一樣。但水星磁極隨機分布，全部都處在南半球。

新聞稿稱：「古極並不與水星當前的磁北極或者地理南極對齊，說明水星的兩極磁場發生了移動。」這一證據支持了科學家的一項理論，即水星的磁歷史與地球存在很大差異。此外，這也證明水星沿著自轉軸發生真極漂移，即南北極的地理位置發生改變。

BepiColombo由兩顆軌道器構成——水星磁層軌道器（MMO）和水星行星軌道器（MPO），前者沿著一條較長的軌道運行，負責研究水星磁場，後者沿著一條較低的軌道運行，負責對水星進行勘測

地球的兩極磁場存在截然不同的南北兩極，水星則不然。當前的水星擁有一個兩極-四極磁場。根據這項新研究，古代的水星可能擁有與現在相同的磁場，也可能比現在複雜。奧利維亞指出古代水星可能擁有多極磁場，磁場線像義大利麵條一樣彎彎曲曲。

科學家對水星磁場線的認知僅限於此。為了加深了解，他們需要對多個水星巖石樣本進行分析。不幸的是，還沒有一艘飛船登陸過這顆行星，目前也沒有任何登陸計劃。水星是一顆環境惡劣的星球，對飛船的造訪和環飛構成不小挑戰，更不用說登陸。水星距太陽很近，任何勘測任務都不得不承受太陽的強引力拖拽。與快速飛掠相比，登陸要耗費更多燃料。迄今為止，只有「信使」號和「水手10」號飛船造訪過這顆星球。

BepiColombo由兩顆軌道器構成，一顆由歐洲製造，另一顆由日本構造。抵達水星後，兩顆軌道器將分離

科學家將希望寄托在BepiColombo任務上。BepiColombo是歐洲航天局的第一項水星探索任務，將於2025年抵達水星，而後逗留一兩年。BepiColombo由兩顆軌道器構成，沒有著陸器。其中一顆名為水星磁層軌道器（MMO），負責研究水星磁場，另一顆名為水星行星軌道器（MPO），負責對水星進行勘測。BepiColombo任務獲取的數據將幫助科學家進一步了解水星的複雜磁歷史。

翻譯：牛樹軍

編輯：盛雲卿

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