太空奧秘：所有行星都有磁場嗎？

發表于 2025-12-10 03:47:19 來源：桑間濮上網

在地球的白天，磁重聯將來自太陽的奧秘物質和能量輸送到地球的磁環境中。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心）
（神秘的行星地球uux.cn）據美國太空網（Conor Feehly）：地球的一個決定性特征是它的磁場。它形成了一個保護罩，磁場可以抵御太陽噴出的太空高能粒子，因此可以說為生命提供了一個更安全的奧秘地方，讓它們成長為我們今天看到的行星復雜的生物陣列。
地球磁場最令人震驚的磁場跡象是極光，在太陽活動頻繁的太空時候，極光是奧秘出現在北極和南極附近的彩色光幕。地球有磁場的行星另一個跡象是，無論你在地球上的磁場哪個地方，指南針都指向北方。太空
但是奧秘，我們如何判斷太陽系中的行星其他行星或天體是否有磁場？有可能知道遙遠的系外行星是否有磁場嗎？
我們知道，太陽系的氣態巨星（木星和土星）和冰巨星（天王星和海王星）具有強大的內部磁場。然而，亞利桑那州立大學的行星科學家Joseph G.O'Rourke表示，對于類地行星和衛星來說，這有點復雜。
今天，地球、水星和木星的衛星木衛三都有內部產生的磁場。O’Rourke說，火星和地球的月球都有古老的地殼巖石，它們保存著早期存在的磁場的磁化殘余。
至于地球的另一個鄰居，他補充道：“在金星上沒有檢測到固有磁性，但我們還沒有提供足夠靠近地表的儀器來尋找磁化地殼。”。
為了使磁場存在于行星或月球上，必須有大量的導電液體在其內部運動。O’Rourke說，如果這些材料停止移動，或者如果材料的加熱和冷卻之間沒有足夠的溫差來驅動行星或月球內部的流體對流，那么物體可能會失去磁場，在這種情況下，流體移動會太慢。
根據O’Rourke的說法，在金星明顯缺乏磁層的情況下，有四種可能性。
普遍接受的觀點是，金星有一個類似地球的核心，冷卻速度太慢。由于金星缺乏板塊構造，其內部的冷卻速度可能比地球慢。
太空奧秘：所有行星都有磁場嗎？

一幅插圖顯示了日冕物質拋射從太陽爆發，然后撞擊地球的磁層。（圖片來源：uux.cn歐空局/美國國家航空航天局-SOHO/LASCO/EIT）
然而，另一種可能性是金星的內部是完全固體的。這將要求行星的核心比地球的溫度低得多，而O’Rourke認為這是不可能的。美國國家航空航天局計劃于2031年執行的金星發射率、無線電科學、InSAR、地形和光譜學任務，以及歐洲航天局的EnVision任務，都將試圖弄清楚金星的核心是否至少部分是液態的。
或者，金星可能缺乏內核。地球的內核有助于產生地球的磁場。當它結晶時，它會排出雜質（比鐵輕的元素），從而產生化學浮力，推動流體運動。也許金星還沒有形成內核，所以它缺少了額外的能量來源。
O’Rourke說，第四種可能性是金星的核心可能是化學分層的。形成月球的撞擊可能攪動了古代地核，使其在開始冷卻時產生磁場。然而，金星沒有衛星，這可能意味著沒有任何東西混淆了它的核心。
確定太陽系中的天體是否有磁場的最佳方法是讓航天器前往該天體，用磁力計測量磁場強度。然而，早在20世紀50年代，科學家們就能夠通過采集木星極光的無線電發射來遠程探測木星的磁場。
奧說，磁場是了解行星內部的最好方法之一。強磁場的存在告訴科學家，這顆行星有一個巨大的導電流體庫，可以四處移動。
O’Rouke解釋道：“發電機是流體運動的能量轉化為磁場的過程。”。“在類地行星中，金屬核可以容納發電機，就像今天的地球一樣。然而，液態硅酸鹽（基本上是熔融巖石）在極端的壓力和溫度下也具有導電性。氫在木星和土星等氣態巨星的內部深處變成金屬，這使它們能夠產生強大的磁場。”
有沒有系外行星有磁場？
當談到系外行星——太陽系外的行星——行星科學家還沒有明確地檢測到磁場的存在。然而，O’Rourke認為我們離得不遠了。天文學家已經在被稱為棕矮星和低質量M矮星的小恒星中探測到了由磁場產生的極光。
O’Rourke說：“我猜下一代儀器將能夠探測到類木星系外行星的磁場。”。“對類地行星磁場的探測在更遙遠的地平線上，但有望在未來幾十年內實現。一般來說，我們可以直接（例如通過觀測極光或輻射帶）或間接（例如通過觀察行星磁場與其母恒星的相互作用）探測系外行星磁場。”
行星科學家目前正在爭論磁場是否能全面保護行星大氣層。一方面，磁場可以保護大氣層免受恒星風的影響，尤其是在磁赤道附近。O’Rourke解釋說，另一方面，磁場可以將帶電粒子引導到極地，許多有助于大氣逃逸的機制不受磁場的強烈影響。
奧說：“數十億年來，地球一直保持著磁場和宜居表面。”。“當磁場消失時，火星的大部分水大致流失到了太空。金星，地獄般的世界，缺乏磁場。在我們的太陽系中，磁性與宜居性有關。然而，相關性并不是因果關系。”
隨著我們通過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的觀測獲得更大的系外行星樣本量，行星科學家將開始揭示磁場與行星宜居性之間的關系。極光可能是我們應該更仔細地尋找生命跡象的首批指標之一。

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