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標題: 像天王星和海王星般的冰巨行星如何維持磁場﹖ [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2021-10-21 04:22 PM 標題: 像天王星和海王星般的冰巨行星如何維持磁場﹖

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　　一層「熱」的導電冰可能是天王星和海王星等冰巨行星產生磁場的原因﹐卡內基和芝加哥大學高級輻射源中心揭示了形成兩種超離子冰的條件﹐該發現發表於《Nature Physics》期刊上。
　　眾所皆知水分子是由兩個氫原子和一個氧原子組成H2O﹐當水存在的條件發生變化時﹐這些分子的組織和性質會受到影響﹐如日常所見當液態水煮沸成蒸汽或結凍成冰般。普通的冰分子由氫原子和氧原子之間的氫鍵連接在一起﹐氫鍵具有高度的通用性﹐這表示冰可以以驚人的多樣性存在於不同的結構中﹐目前已知至少就有18種形式﹐這些結構出現在越來越極端的環境條件下。
　　而其中的超離子冰令人特別感到興趣﹐它在非常高的壓力和溫度下形成﹐其中傳統的水分子鍵發生了變化﹐使得氫分子在氧晶格中自由漂移﹐這種流動性使冰能夠像金屬材料一樣導電。而其中的超離子冰令人特別感到興趣﹐它在非常高的壓力和溫度下形成﹐使其中傳統的水分子鍵發生了變化﹐使氫分子在氧晶格中自由漂移﹐而這種流動性使冰能夠像金屬材料一樣導電。
　　但對實驗室中產生的高溫超離子冰的觀察卻導致了相互矛盾的結果﹐並且對於新特性出現的確切條件存在很大分歧。因此研究團隊使用多種光譜工具來繪製在高達150萬倍正常大氣壓和約攝氏6,200度的條件下﹐冰結構和特性的變化圖。如此能讓科學家們確定兩種形式超離子冰的出現﹐他們認為其中一種可能可以在冰巨行星天王星和海王星的內部找到。
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　　研究人員表示﹐為了在非常極端的條件下探測這種獨特物質狀態的結構﹐他們使用先進光子源的明亮高能同步加速器X射線束﹐被聚焦到大約3微米﹐即比人的一根髮絲還小30倍。這些實驗非常具有挑戰性﹐因此需要在十年內進行幾千次﹐才足以獲得夠高品質的數據﹐來解決長期存在的冰在與巨行星內部相關的條件下高壓高溫行為的謎團。
　　研究人員補充﹐模擬表明這兩顆行星的磁場是在相對較淺的深度發現的薄流體層中產生的﹐超離子冰的導電性將能夠完成這種類型的磁場生成﹐其所揭示的兩種結構之一可能存在於這些磁場生成區的條件下。研究團隊還需要進一步的研究﹐以了解這些冰相在冰巨行星內部條件下的導電性和黏度。

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