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日前，美国宇航局自然天文学研究小组在网上发布的一项新发现显示，木星磁场将随着时间的推移不断变化。这是科学家第一次明确探测到地球外天体磁场随时间的变化。
行星磁场是如何形成的？地球和木星磁场的变化模式相似吗？研究木星磁场对我们理解地球有什么意义？太阳系中的
行星或“发电机”
，除火星和金星外的六个行星都有磁场
行星通常有三种磁场:固有磁场(在行星内部自发产生、维持和改变的磁场)、感应磁场和剩余磁场“感应磁场通常是指由外部磁场或电流的变化在行星内部的导电区域中感应的磁场残余磁场(Residual magnetic field)是岩石或其他物质在冷却过程中保留的磁场，在低温下可以长时间存在。中国科学院上海天文台研究员孔大力在接受《科学技术日报》采访时说
本征磁场是如何形成的？最早的解释是“永磁理论”。人们相信地球上有巨大的磁铁。“然而，地球内部温度超过6000摄氏度，而矿物的居里温度通常是几百摄氏度当磁铁被加热到居里温度以上时，磁性就会消失。显然地球内部没有这样的磁铁。中国科学院地质与地球物理研究所副研究员荣赵晋告诉《科学日报》爱因斯坦在100多年前就提出行星磁场的形成是一个难题，至今尚未解决北京大学地球与空间科学学院的宗秋刚教授在接受《科学技术日报》记者采访时说，在各种假设中，学术界认可了“磁流体发电机”的理论根据发电机理论，地核是液体这些液体非常热，可以熔化几乎所有的物质。带电物质流动时产生电流，从而产生磁场。电流越大，产生的磁场越强。”宗秋刚解释道
地球磁场正在衰减
孔达利告诉记者，行星发电机必须满足三个条件才能运转:第一，行星内部有导电流体；第二，行星内部有足够的热能或化学能来维持强对流运动；第三，地球必须旋转得更快
”所以，有些行星有磁场，有些行星没有磁场例如，地球和汞有铁水和镍金属的外核，有强烈的对流和旋转，所以它们有磁场。木星、土星、天王星和海王星有导电的金属氢层、强对流和快速旋转，所以它们也有强磁场。火星内部的大部分物质可能已经冷却并固化。金星旋转太慢，这可能是它们没有磁场的原因。”孔大力说道
一般来说，体积越大，旋转越快，行星的固有磁场就越强“因为体积越大，核心越深，带电液体承受的压力和温度就越大，熔化的材料越多，磁场就越强”宗秋刚说道
对于行星环境来说是一个非常重要的角色“磁场可以防止太阳风直接撞击地球表面。磁场可以“锁定”大气和水“宗秋刚说，磁场的研究也可以推断出行星演化的历史。这是因为磁场周围有磁感应线，当带电岩浆喷出时，会沿磁场方向排列。当岩浆冷却并凝固时，那时的磁场结构将被保留下来。
如果地球没有磁场，人类将暴露在强烈的辐射下，无法生存。“在过去的100年里，地球磁场正在慢慢减弱在未来的某一天，地球磁场会消失并变得像火星一样吗？”荣赵晋说，带着种种困惑，科学家们正试图从其他行星上寻找答案
受多重扰动影响的木星磁场变化
美国宇航局科学家将从先前的木星观测任务“先驱10”、“先驱11”、“旅行者1”和“尤利西斯”获得的数据与木星磁场上的新模型“JRM09”进行比较他们发现，从先锋号飞船提供的第一个木星磁场数据到朱诺号提供的最新数据，木星磁场确实在发生变化。“40年的近距离观察为我们提供了足够的数据，”朱诺科学家吉米·摩尔说。“
是什么使木星的磁场发生变化？研究小组通过计算发现，大气环流的影响可以很好地解释木星的磁场变化。“木星表面有带状大气风，起初是中性的当接近行星内部时，中性大气风由于温度和压力的增加而逐渐电离，从而带电。带电的大气风和磁场会相对移动，并在此过程中产生额外的感应电流和磁场。这些额外的电流和磁场将影响原始磁场”荣赵晋说，吉米·摩尔可以通过计算大气风速和磁场的影响得到木星磁场的变化，并发现计算结果与卫星的观测和分析基本一致。然而，荣赵晋担心的是:仅仅通过大气环流来解释木星磁场的变化是唯一的解决办法吗？“磁场的产生是一种整体效应，是所有电流源的结果荣赵晋直言不讳地说，在研究木星磁场变化时，必须考虑磁层电流和磁层顶电流等外部电流的干扰，以及发电机电流随内部磁场的变化。据报道，大气环流、磁流体发电机和其他因素都会影响木星的磁场。“由于我们对木星的早期观测较少，而且木星观测困难，根据现有数据和模型，很难真正严格区分哪些因素导致木星磁场发生变化”荣赵晋说道
或
可能揭示地球的未来。这一发现的重大意义在于木星的大红斑可能会受到磁场变化的影响。“观察发现大红斑正在缩小如果当前磁场发生变化，木星的大红斑可能会消失。”宗秋刚说道然而，科学家们实际上早就预料到了这一发现。“通过磁场的长期变化来研究磁流体力学性质是研究行星发电机的重要手段这种研究方法已经在地球上得到广泛应用，它在木星上的应用得益于几十年来不断测量木星磁场的深空探测。”孔大力说道荣赵晋，
，还表示，随着欧洲航天局(欧空局)木星冰卫星探测器(JUICE)计划和更多木星探测计划的推进，木星磁场的神秘将被一层一层揭开。了解木星的磁场可以帮助我们了解木星的内部结构“因为我们无法深入木星内部进行探测，所以我们可以通过研究磁场在一定程度上诊断出内部结构，这与通过重力场了解行星内部是一样的。”荣赵晋说道孔达利，
，说地球和木星的磁场变化在本质上是一致的然而，从磁流体力学的角度来看，地球和木星之间的热量、物质和电导率分布有很大差异，因此发电机的类型也有所不同。此外，与木星相比，地球大气基本上不导电，所以大气环流对地球磁场的影响并不那么强。虽然地球和木星的磁场不同，但是研究木星的磁场对了解地球磁场有很大的帮助。“因为地球在形成的早期阶段与木星相似，是一颗气态行星了解木星磁场有助于揭示地球磁场的演化历史和趋势。荣赵晋告诉记者，“这是比较行星学的价值。”研究火星、金星和水星的最终目标是了解地球的演化和宜居环境的形成，从而了解生命的起源和人类未来的命运。"
