土星的磁場奇怪地扭曲,其一顆衛星可能是罪魁禍首
一項新的研究表明,土星有一個單側磁場,與地球的磁層非常不同。這顆被包圍的氣態巨行星的弱磁屏蔽可能是其快速自轉(土星上的一天僅持續 10.7 小時)及其衛星(尤其是冰冷的海洋衛星土衛二)影響的結果。
這項研究背後的團隊在檢查了卡西尼號太空船收集的有關土星的六年數據時得出了這些發現,該太空船在 2004 年至 2017 年間繞土星運行。這項研究的目標是找出土星的磁場線在土星兩極開始轉向的位置,在那裡它們會釋放大氣中的帶電粒子(稱為向下的磁點)。
倫敦大學學院大盾空間科學實驗室的團隊成員安德魯·科茨說:“隨著我們返回土星及其衛星土衛二的計劃開始製定,更好地了解土星的環境現在尤為緊迫。” 陳述。 “這些結果讓我們更加興奮,因為我們要回到那裡。這一次我們將尋找可居住的證據和可能的生命跡象。”
土衛二就是這樣的一個怪物
土星是太陽系中僅次於木星的第二大行星,土星的磁場比氣態巨星本身寬十倍。這項新研究確定,其不均勻的性質是土星快速自轉的結果,而且土星在自轉時拖曳著大量等離子體湯。
這種物質是土星衛星(尤其是土衛二)釋放氣體的結果,眾所周知,土衛二會從其地下海洋噴出冰冷的羽流。
「這項研究也為一個長期存在的理論提供了關鍵證據,即土星等具有活躍衛星的大質量行星的快速旋轉取代了太陽風,成為塑造磁層的主導力量。它表明土星的磁層以及其他快速旋轉的氣態巨星的磁層可能與地球巨星有根本的不同。」 「土衛二重是這種環境的主要驅動力,它會釋放大量電離水離子,然後隨著磁力充電,然後隨著能量而釋放大量電動,然後隨著電流的重電旋轉。
香港大學團隊負責人姚中華解釋說,土星磁場結構與地球磁層結構之間的差異表明了一個統一的基本過程,該過程控制著來自太陽的帶電粒子(稱為太陽風)如何與不同行星相互作用。
這項發現對於理解來自其他恆星的風如何與太陽係以外的行星相互作用至關重要。
姚說:“全面的地面觀測揭示了地球的工作機制,而行星之間的比較研究則告訴我們可用於理解其他系統(例如係外行星)的基本規律。”
對姚和同事來說特別有用的是卡西尼號的兩台儀器卡西尼磁力計(MAG)和卡西尼等離子體光譜儀(CAPS)的數據,這兩種儀器都檢測到太空船穿過土星磁邊界期間的事件。
2004 年至 2010 年間,共發現 67 起此類案件。
利用它來模擬土星磁場的形狀,研究團隊發現太陽風與繞行軌道的行星磁層相互作用的方式類似於與其氣態巨行星木星磁場的相互作用。
該團隊的研究成果於週三(4 月 1 日)發表在《自然通訊》雜誌上。