90后在童年都有过一块属于本人的磁铁。有磁铁的中央就有磁场，它能披发出一股看不见的神奇实力。

 

　　日前，美国国度航空航天局（NASA）研讨团队在《自然·地理》在线宣布的一项最新缔造显示，木星磁场会跟着年华推移而不息变更。这是科学家初次必定无疑地探测到地球之外天体内部磁场随时日而转变的情况。

 

　　行星磁场是若何形成的？地球和木星磁场的更改内容不异吗？研讨木星磁场对咱们理解地球有何含意？

 

　　行星外部或有“发电机”

 

　　在太阳系内，除了火星与金星外的六大行星都有磁场具备。

 

　　行星的磁场通常有三种，内禀磁场（行星内部自觉发生、保持和更换的磁场）、感触磁场以及残存磁场。“感受磁场通常是指通过外界磁场或电流的更改而外行星内部导电地区中感受发生发火的磁场。残余磁场是由岩石或其它精神在冷却历程中保留上来的磁场，在低温条件下可以暂时存在。”中科院上海地舆台钻研员孔大力接受科技日报记者采访时说。

 

　　内禀磁场又是若何酿成的呢？最早的标明是“永磁铁学说”，人们认为，地球内部有远大的磁石具有。“然则，地球内部温度跨越6000℃，而矿物的居里温度通常是几百摄氏度。由于磁石被加热到跨越其居里温度时，磁性就会消失。所以，很显著地球外部不具备多么的磁铁。”中科院地质与地球物理研究所副研讨员戎昭金演讲科技日报记者。

 

　　“100多年前爱因斯坦就提出行星磁场的组成是个艰巨，至今仍旧没有办理。”北京大学地球与空间科学学院教授宗秋刚接受科技日报记者采访时显露，在种种假说中，学界公认的是“磁流体发电机”实践。

 

　　“根据发机电学说，地球内核是液体的。这些液体温度很高，能够消融几乎所有精力。此中的带电精力在流动时孕育发生电流，进而发生磁场。电流越大，制作生的磁场就越强。”宗秋刚正文道。

 

　　地球磁场正在衰减

 

　　孔大力讲述记者，行星发电屈服够运作必须满足三个前提：一是行星外部有导电流体，二是行星外部有充实的热能或化学能以保持暴烈的对流运动，三是行星要有较快捷的扭转。

 

　　“所以，有的行星有磁场，有的行星没磁场。好比地球和水星有熔融铁镍金属的外核，对流强烈，又有自转，所以有磁场。木星、土星、天王星、海王星有导电的金属氢层，对流暴烈，自转快速，以是有了很强磁场。而火星外部概略大局部肉体曾经冷却溶化了，金星自转太慢，多是它们不有磁场的缘由。”孔鼎力说。

 

　　一样平常来说，体积越大、自转越快的行星内禀磁场就越强。“由于体积越大内核就越深，带电的液体遭受的压力与温度随之加大，能够融化更多物质，磁场也更强。”宗秋刚表现。

 

　　对行星状况来讲，磁场的感召非同小可。“磁场能够防备太阳风直接打到行星表面，磁场能‘锁住’大气和水分。”宗秋刚说，经由研究磁场还能推测行星演变的历史。这是由于磁场左近有磁感线，带电的岩浆喷出时会向着磁场的左袒排列，当岩浆冷却、固结就会将那会的磁场位形生涯下来。

 

　　地球假如没有磁场，人类就会露出于强烈的辐命中，没法生存。“近100年来，地球的磁场正在慢慢削弱。将来某一天，地球的磁场能否也会隐没，变得像火星异样？”戎昭金说，带着种种疑心，科学家们试图从其他行星着手钻营谜底。

 

　　木星磁场变化受多重困扰

 

　　NASA科学家将曩昔的木星窥察任务 “先驱者10”号、“先驱者11”号、“赏玩者1”号以及“尤利西斯”号所取得的数据，与有关木星磁场的新模子“JRM09”发展相比。他们发明，从“先驱者”航天器提供的首批木星磁场数据到“朱诺”号供给的最新数据显示，木星磁场的确在发生变卦。“朱诺”号科学家吉米·摩尔说：“长达40年的近间隔窥察为咱们提供了充沛的数据。”

 

　　是甚么促使木星磁场发生更改呢？研究团队经过算计缔造，大气环流的浸染能很好地标明木星磁场变化。“木星外面有条带状流动的大气风，这些大气风正本是中性的。当靠近行星内部时，由于温度与压强升高，中性的大气风逐步被电离，从而带电。带电大气风与磁场会发生绝对运动，并在此进程中孕育发生附加感应电流与磁场。这些附加的电流和磁场就会对原来的磁场孕育发生影响。”戎昭金说，吉米·摩尔经由进程合计大气风的运动速度与磁场的感化就能够得出木星磁场的更改大小，并创造计较结果与卫星的视察分析基础底细合乎。

 

　　不过，让戎昭金心存疑虑的是：单纯用大气环流剖明木星磁场的变卦是不是仅有解答？“磁场的发作是一种积分效应，是全体电流源一块儿酿成的结果。”戎昭金直言，钻研木星磁场变动的要素不克不及不思忖磁层电流以及磁层顶电流等内部电流的干扰，以及外部磁场发机电电流的变化。

 

　　据简介，大气环流、磁流体发机电和其他因素都邑对木星磁场发生影响。“由于咱们对木星晚期考查较少，加上木星观测难度大，因此根据现有的数据和模型，想要真正峻厉辨别毕竟是哪类成份招致木星磁场发生变动，真的很难做到。”戎昭金说。

 

　　或能暗指地球未来

 

　　此次发明的一个很大意义在于，木星的大红斑也许会由于磁场变幻受影响。“观测缔造，大红斑正在缩小。如果遵照磁场现在的变动，木星的大红斑有或者会隐没。”宗秋刚说。

 

　　不过，该创造实际上早已在科学家的猜测傍边。“经由进程磁场的长期变卦钻研磁流体动力学性质是研究行星发电机的需要才略。这种钻研法子在地球上已被遍布使用，在木星上的应用得益于数十年的深空探测对木星磁场继续的丈量。”孔鼎力说。

 

　　戎昭金也显示，跟着欧洲航天局（ESA）的木星冰卫星探测器（JUICE）计划以及更多木星探测计划的促成，木星磁场的隐秘面纱将一层一层被揭开。

 

　　意识木星磁场能够帮忙我们认识木星外部构造。“由于我们无法深切木星内部去探测，经由过程钻研磁场可以在一定水平上诊断外部组织，这与通过重力场认识行星外部是一个情理。”戎昭金说。

 

　　孔大力体现，地球与木星的磁场变卦从物理本质上是一致的。但从磁流体动力学的角度，地球与木星外部热量、精力具有的状态和电导率散布都一致巨大，以是发机电种别纷歧样。其余，与木星相比，地球的大气根抵不具有导电性，所以大气环流对地球磁场的影响没有那末强。

 

　　当然地球与木星的磁场具有差距，但研究木星磁场对认识地球磁场大有裨益。“因为地球在组成的晚期阶段与木星沟通，是气态行星。明确木星磁场，有助于揭示地球磁场的演变历史和趋势。”戎昭金通知科技日报记者，“这便是对比行星学的价钱地址。研究火星、金星、水星，最终目的仍是熟识地球的演变和宜居状况的造成，从而认知生命的开端和人类未来的运气。”