「木衛三」內部像雪球?鐵雪理論 揭開神秘磁場成因

編譯/李寓心

長期以來,木星(Jupiter)最大的衛星「木衛三」(Ganymede),擁有與體型不成比例的強大磁場,成為天文學界的待解之謎。近日,一項新實驗研究結果顯示,透過核心動力學的主要模型的「鐵雪」理論,可用來解釋木衛三特有的神祕磁場。

近日研究結果顯示,透過核心動力學的主要模型的「鐵雪」理論,可用來解釋木衛三特有的神祕磁場。(圖/截取自 Science Alert)

根據報導,過去曾有科學家推測,來自木星的潮汐效應,持續拉伸和擠壓著木衛三,使該衛星的核心保持溫暖,能驅動磁場運轉,但這一推論,也無法完全了解,木衛三內核確切的形成過程。因此,這次科學家提出的「鐵雪」理論,有如行星核心地質的「天氣模型」,可解釋「鐵」是如何靠近核心上緣冷卻結晶,並向下掉落,重新融化成行星液態內核。

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模擬木衛三特有的磁場

換句話說,木衛三的核心就像一顆熔化的金屬雪球,受到木星引力而搖晃運轉。對此,研究人員指出,鐵的升降運動,會在液態核心內產生作用,為磁場提供能量,但這種機制的關鍵方面,很大程度上仍存在未知的部分。因此,研究團隊使用水冰,作為鐵雪晶體的模擬物,測試晶體的行為,以及對整個系統的影響。

可解釋金屬小行星的內核運動

研究結果表明,觸發結晶過程需要液體達到過冷狀態,低於預期冰凍的溫度,進而釋放出間歇的冰晶。這種斷斷續續的反覆過程,會導致行星磁場不斷出現變化,強度、方向和形狀也會隨著時間改變。而這也可以作為所有小型行星體,包括月球、水星以及火星等金屬行星,核心運動過程的一個合理解釋,能更接近於理解這些小行星系統的動力學。

資料來源:Science Alert

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