水星磁极或像地球一样漂移

腾讯太空 · 公众号 · 探索 · 2019-09-17 21:05

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地球磁极随时间推移发生漂移。这是每一名飞行员或航海家都知道的事情。在规划航线时，他们必须考虑这个因素。地球的磁极已经发生大幅偏移，并不与地极或者地球自转轴重合；磁北极偏离地理北极600英里（约合965公里）。新研究指出水星的磁极也发生类似漂移。

距太阳最近的行星——水星

地球的磁极锚定地球的磁气圈。磁气圈延伸到太空，环绕我们的星球，保护我们免遭太阳辐射侵袭。磁气圈和磁极是地球熔核的产物。科学家认为水星也拥有熔核。

地球磁极随时间推移发生漂移。这种现象由地核熔铁流动变化导致。在地球上，磁北极每年漂移34到37英里（约合55到60公里），磁南极每年漂移6到9英里（约合10到15公里）。此外，磁极还会发生翻转。在地球的历史上，磁极翻转了大约100次。

地球磁极发生漂移。这种现场由地球液态核流动的变化导致

新研究发现水星的磁极也可能发生漂移，背后的故事要比科学家认为的复杂。研究论文《通过研究地壳磁场揭示水星及其地核发电机的早期历史》刊登在美国地球物理联合会的《地球物理学研究杂志：行星》上。论文主执笔人是欧洲航天局欧洲航天研究与技术中心的天体物理学家乔安娜·奥利维亚。

研究过程中，科学家使用了美国宇航局“信使”号飞船的观测数据。“信使”号2011年至2015年环绕水星飞行，是第一艘环绕这颗行星的飞船。“信使”号的磁力计对水星磁场进行细致测量。这艘飞船的椭圆形轨道距地面不到200公里。“信使”号获取的数据表明，水星地壳存在与陨坑有关的微弱地磁异常现象。研究论文作者指出这种异常现象与撞击陨石内的铁有关。随着熔铁冷却，水星的磁场也使其发生改变。

艺术概念图，“信使”号飞船环绕水星

科学家知道火成岩在冷却过程中会保存当时的水星磁场记录。如果这些岩石存在磁性物质，便会与水星磁场对齐。这种现象被称之为“热剩余磁化”。地球不同地区的岩石在不同时期冷却，会创建一份地球磁极漂移的历史档案。这帮助科学家了解地球磁极在过去发生了翻转。地球磁极上一次翻转是在80万年前。

热剩余磁化是了解行星磁历史的关键所在。奥利维亚在一份新闻稿中指出：“如果我们希望获取过去的线索，对磁场进行考古研究，岩石就需要发生热剩余磁化。”科学家能够对水星磁场进行研究，但目前还没有获取任何岩石样本。迄今为止，还没有一艘飞船登陆水星。为了解决这个问题，研究人员将目光投向水星的5个陨坑以及“信使”号在靠近水星地表时收集的磁场数据。

科学家将目光聚焦水星的5个陨坑（白圈）以及“信使”号在靠近水星地表时收集的磁场数据

5个陨坑的磁信号与“信使”号观测期间存在差异。这些陨坑的历史在38亿到41亿年之间。研究人员认为它们可能蕴藏着重要线索，有助于确定古代水星磁极的位置以及磁极如何随时间推移发生改变。奥利维亚说：“对于水星的演化，科学家提出了一系列模型，但没有人通过地壳磁场了解这颗行星的演化。”

这些撞击熔化了岩石，熔岩在冷却过程中保存水星的磁场记录。科学家利用5个陨坑的磁数据进行建模，以揭示水星磁场如何随时间推移发生改变。在此基础上，他们能够估算出水星古磁极的位置。

与地球一样，水星磁场也非常强大，能够延缓和偏移太阳辐射。新研究指出古代水星的磁场要比现在复杂

研究结果揭示了水星的磁特征，复杂程度让科学家感到吃惊。他们发现古极距当前的磁南极很远，似乎随时间推移发生改变。他们原以为磁极会在靠近水星自转轴的两个点聚集，就像地球磁极一样。但水星磁极随机分布，全部都处在南半球。

新闻稿称：“古极并不与水星当前的磁北极或者地理南极对齐，说明水星的两极磁场发生了移动。”这一证据支持了科学家的一项理论，即水星的磁历史与地球存在很大差异。此外，这也证明水星沿着自转轴发生真极漂移，即南北极的地理位置发生改变。

BepiColombo由两颗轨道器构成——水星磁层轨道器（MMO）和水星行星轨道器（MPO），前者沿着一条较长的轨道运行，负责研究水星磁场，后者沿着一条较低的轨道运行，负责对水星进行勘测

地球的两极磁场存在截然不同的南北两极，水星则不然。当前的水星拥有一个两极-四极磁场。根据这项新研究，古代的水星可能拥有与现在相同的磁场，也可能比现在复杂。奥利维亚指出古代水星可能拥有多极磁场，磁场线像意大利面条一样弯弯曲曲。

科学家对水星磁场线的认知仅限于此。为了加深了解，他们需要对多个水星岩石样本进行分析。不幸的是，还没有一艘飞船登陆过这颗行星，目前也没有任何登陆计划。水星是一颗环境恶劣的星球，对飞船的造访和环飞构成不小挑战，更不用说登陆。水星距太阳很近，任何勘测任务都不得不承受太阳的强引力拖拽。与快速飞掠相比，登陆要耗费更多燃料。迄今为止，只有“信使”号和“水手10”号飞船造访过这颗星球。

BepiColombo由两颗轨道器构成，一颗由欧洲制造，另一颗由日本构造。抵达水星后，两颗轨道器将分离

科学家将希望寄托在BepiColombo任务上。BepiColombo是欧洲航天局的第一项水星探索任务，将于2025年抵达水星，而后逗留一两年。BepiColombo由两颗轨道器构成，没有着陆器。其中一颗名为水星磁层轨道器（MMO），负责研究水星磁场，另一颗名为水星行星轨道器（MPO），负责对水星进行勘测。BepiColombo任务获取的数据将帮助科学家进一步了解水星的复杂磁历史。

翻译：牛树军

编辑：盛云卿

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