文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
导语：土星的磁层：十多年的发现作者：梨花
卡西尼号宇宙飞船于二零零四年 6 月到达土星 ， 自那时以来 ， 磁层和等离子体科学团队一直在密切研究这颗行星的太空环境 。 你还记得土星的第六大卫星土卫二 ， 以及从“虎纹”裂缝中喷出气体羽流的间歇泉吗？在月球的南极地带？测量的分析在发现这些间歇泉方面发挥了关键作用 ， 彻底改变了我们对土星磁层（地球周围的磁泡）内质量分布的理解 。 卡西尼号对土星的磁层进行了一次强有力的巡视 ， 包括定期覆盖土星附近和遥远的磁尾（磁层中远离太阳的部分 ， 或“夜面”） 。 卡西尼号已经穿越了极地地区 ， 到达了白天的磁层顶 ， 土星的磁场影响让位于来自太阳的超音速带电气体——太阳风 。
麦克团队在密歇根大学召开了年会 ， 我有幸参加了大部分会议 。 你可能会认为 ， 经过十几年的数据收集和社区范围的分析 ， 一切都已经被看到和完成了 。 不是这样！卡西尼号轨道的每个新阶段以及一个专门的科学家团队的持续调查仍在进行中 。
例如 ， 让我们回到土卫二间歇泉 。 一旦电离 ， 土卫二羽流的带电气体或等离子体就会受到土星磁层中的电力和磁力的影响 。 行星的强磁场使这种等离子体以行星相对较快的自转速度循环 ， 不平衡的离心力将这些粒子从土卫二的轨道向外输送 。 这种冷而稠密的等离子体与来自外磁层的热而稀薄的种群混合在一起 ， 在一个复杂且多步骤的场景中从土星的磁层脱落质量 ， 这仍然提供了许多有趣的问题有待解决 。
卡西尼号上的无线电波仪器是在土星磁层中发现奇怪周期性的关键 。 高纬度极光区（北极光和南极光 ， 就像地球一样）产生的无线电波发射会经历系统的脉冲 ， 非常接近地球的自转周期（10.7 小时） ， 但并不完全一致 。 更奇怪的是 ， 南北极光区的脉动周期略有不同 。 在许多其他磁层数据集中也发现了类似的周期性 ， 并且已经提出了几种模型来解释这种神秘的脉冲 。 现在这个问题仍然没有解决方案 。
土星的磁层中存在额外的准周期现象 。 例如 ， 来自土卫二附近行星轨道的粒子向外流动 ， 以及来自行星上层大气的带电粒子源 ， 在磁尾中稳定地积累粒子和磁通量 。 当磁重联（磁力线的碰撞和重组）使一个大的磁场线圈和其中包含的等离子体断裂时 ， 它会爆炸性地释放出来 。 它们被逐出尾部并进入深空 。 这种重新连接还会导致磁通量向行星猛烈反弹 ， 从而将热等离子体注入内部磁层 。
虽然土卫二一直是一个令人惊讶的大量来源 ， 但泰坦也提供了自己的兴奋 。 这颗卫星是太阳系中最大的卫星 ， 距离地球 20 个土星半径（759000 英里） ， 在磁层边缘附近运行 。 新的观测在月球电离层中发现了 H3 + ， 这是高层大气化学活跃的标志 。 其他观察表明土卫六可以进入太阳风 ， 它将其浓密的氮气和甲烷大气暴露于这种快速流动的等离子体的清除力 。
相信卡西尼号会给我们带来更多惊喜 。 在卡西尼号坠入土星大气层之前 ， F 环（土星最外层的离散环）和近端轨道将使航天器非常靠近地球：这将是卡西尼号在坠入地球大气层并燃烧之前的“压轴”向上 。 在迄今为止未采样的区域中进行的这些新测量可能被证明对于了解其天体邻居——美丽的环状气体巨星土星具有巨大的价值 。
【土星的磁层：十多年的发现】原创文章 ， 禁止搬运
推荐阅读
- 通过高分辨率光谱偏振观测了解太阳大气
- 斯蒂芬森是地球的1.3亿亿倍，如果地球这么大，人类会有啥麻烦？
- 科学家在卡西尼区发现“焊痕”，土卫八是废弃飞船？让人细思极恐
- 比较行星气候以研究气候系统
- 为什么卡戎星的两极，布满了微红色的物质？
- 有没有一种可能性，人类是银河系中科技最发达的文明？
- 60亿公里外旅行者1号拍下的一张照片，人类看了心情久久不能平静
- 在一个新的会议中，物理学家缩小了困扰磁层科学的谜团。
- 肥皂泡爆炸瞬间，温度真能达到20000℃吗？真实情况究竟如何！