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强大力量面前:木星强大磁场正在移动木卫二的海洋!

2019-08-10来源:文学家马特

两名研究人员,其中一名与另一个研究天体物理学和大气中的辐射和物质的实验室Ecole Normale Superieure合作,发现了木星磁场在木卫二地下海洋中引发急流的证据。在他们发表在《自然天文学》期刊上的论文中

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Christophe Gissinger和Ludovic Petitdemange描述了他们对伽利略号宇宙飞船数据的分析以及他们的发现。研究人员首先注意到木星有一个非常强的磁场,其强度足以到达并影响其卫星。还注意到木卫二地下海洋是咸的。

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博科园-科学科普:磁场对咸海的影响会导致电的传导,很可能在海洋中形成急流。为了找出可能发生的运动类型,并发现磁场对木卫二海洋的其他可能影响,研究人员创建了数值模拟。模拟显示,在月球赤道附近某处形成了一股急流,速度可达每秒几厘米,与木卫自转方向相反。研究人员进一步指出,这种反向流动将导致木卫二表面的应力,偶尔会形成裂缝。这可以解释其他研究人员在木卫二上观测到的表面裂缝。该研究进一步指出,并非所有来自磁场的能量都将转移到海洋中。

强大力量面前:木星强大磁场正在移动木卫二的海洋!

  • 伽利略号宇宙飞船在1996年拍摄了这张木卫二的照片,它的大小和地球的卫星月球差不多。图片:NASA

其中一些能量将从木卫二上消散,很可能在两极附近。如果是这样的话,就会有证据表明,随着水的融化,月球的冰层会变得越来越薄。再一次,这正是我们所观察到的——从两极附近的点喷射出的水柱。研究人员认为木卫二上的急流可以与地球上的墨西哥湾流相比较。值得注意的是,地球急流被发现在海洋中移动对生命很重要的化合物。如果木卫二上有生命存在,那么它的急流也可以起到同样的作用。

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近几十年来,来自太空任务的数据提供了强有力证据,证明在木星的几个卫星上,特别是在Europa3、4号卫星上,在薄薄的外层冰壳下存在着深海液体海洋。但是这些观测也提出了许多关于冰下产生海洋运动的未解之谜,或者是导致在europa5,6上观测到的地质特征机制。通过对木卫二内部的直接数值模拟,发现木星磁场在赤道处产生了一个逆行的海洋射流,这可能会影响木卫二海洋的全球动力学,并通过对木卫二冰壳施加单向扭矩而促成其部分表面特征的形成。

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博科园-科学科普|Copyright Science X Network/Bob Yirka/Phys

参考期刊文献:《Nature Astronomy》

DOI: 10.1038/s41550-019-0713-3

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