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標題: 木衛三磁場可能由核心的鐵結晶雪花「飄落」所驅動 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-1-13 02:23 AM 標題: 木衛三磁場可能由核心的鐵結晶雪花「飄落」所驅動

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　　天文學家猜測木衛三之所以擁有與其星體大小不相稱的強大磁場是因為木星所產生的強大潮汐效應﹐不斷拉伸擠壓星體﹐物質相互摩擦後加熱熔化含鐵核心並產生對流驅動磁場﹐但是對於詳細的運作過程其實並不瞭解。近期研究團隊為了證實目前所認可的核心動力學模型之一﹕「鐵雪」理論﹐是否為真﹐發展出一套新的實驗﹐試圖觀察並驗證此模型的正確性與可能性。
　　鐵雪理論類似於在液態鐵質核心環境內的「大氣模型」﹐液態鐵在核心外層與地函交界處冷卻﹐形成鐵質的「雪花」結晶之後向內逐漸落下熔化後回中心。換句話說木衛三的核心是顆受到木星引力的搖晃和攪拌的液態金屬鐵雪球。為了證實上述說法的可能性﹐研究團隊設計了新的實驗來進行驗證。他們在一缸水的底部注入一層鹹水﹐代表木衛三的地函﹐表層注入一層淡水﹐代表木衛三的中心處。由於冰晶的密度比水低﹐但是鐵結晶的密度比液態鐵高。所以就可由密度比較高的鹹水代表與外核外層接觸的地函﹐密度低的淡水代表中心處。接下來將鹹水層降溫研究團隊觀察到下層與鹹水交界處開始形成雪花冰晶﹐但並不是穩定地產生而是到達過冷狀態﹐也就是降溫至冰點以下時﹐就會突然出現一團雪花向上浮起﹐然後暫停一段時間﹐直到鹹水層附近的溫度再次降至冰點以下﹐才會再釋放出另一團雪花。
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　　這種具有週期性﹐但是零星出現且位置不固定的過程﹐對星體的磁場產生重大影響。木衛三的鐵雪結晶團會間歇性地出現並分佈在整個核心的不同地方。結果將是產生一個不斷變化和變動的磁場﹐隨著時間推移﹐磁場會增強﹑減弱和改變形狀。科學家們推論﹐這種核心對流與產生磁場的方式﹐很可能會普遍地出現在所有較小星體的核心﹐包括體積稍大一些且擁有熔融金屬核心的小行星﹑月球﹑水星﹐甚至火星等。至於地球這類較大星體的核心﹐由於包含不同金屬成分的密度分層﹐所以地核中的金屬往往會在密度分層的交界處凝固﹐並在往側向飄移時熔化。而從地核最外側直接落向中心﹐並不屬於主要的對流模式。

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