新的研究表明,水星的老磁极远离当今磁极的位置,这意味着其磁场与地球一样,随着时间的推移而变化。 一些行星有金属液核,科学家认为行星的磁场来源于金属核的流体运动。 磁场产生了环绕行星的磁层,地球的磁层阻断了大量的宇宙和太阳辐射,存在着生命。 水星是太阳系中地球以外另一个熔核能产生磁场的行星。 在AGU《地球物理研究期刊》发表的新研究中,发现了水星的旧磁极,被称为古极,过去发生了变化。
这项新的研究显示水星的磁性“遗产”有可能比以前想象的要复杂。 研究其他行星的磁场有助于科学家理解地球上磁场是如何变化的。 观察其他金属的中心行为有助于科学家更好地了解太阳系行星的早期形成及其后的成熟成长。 这项研究的主要作者,欧洲宇宙局位于荷兰诺迪克的欧洲空间研究和技术中心天体物理学家Joana S.Oliveira,科学家们知道水星随着时间的推移而进化,但不知道它是如何形成的。
磁场的变化并非水星特有的,地球的磁北极每年约55-60公里,磁南极约10-15公里,45亿年间磁场方向逆转了100多次。 科学家们利用岩石研究行星的磁场如何变化,从冷却的熔岩中产生火成岩,保存记录,记录岩石冷却时的磁场情况,假定具有磁性材料。 岩石的冷却磁性物质与核心磁场一致。 这个过程被称为热动磁化,地质学家分析火成岩,确认地球上最后磁场翻转约为78万年前。
利用行星考古学揭示水星的磁史
地球和月球是科学家行星磁极变化的唯一个案研究。 因为没有来自其他行星的岩石样品。 如果想从过去找到线索进行磁场考古,岩石必须被磁化得更热。 研究了水星现在的磁场,但是没有低空观测的话就不能研究地壳磁场。 2015年信使号宇宙飞船开始下降到水星表面,在下降过程中收集了关于水星的低空信息3个月。 其中一部分信息明确了水星地壳磁化的细节。 这项新的研究为了推测水星的旧核磁构造,检测了这些不同的地壳区域。
虽然有几个行星的进化模型,但是没有人能够利用地壳磁场得到行星的进化。 信使号下降路径上的低空数据检测出老陨石,但这些陨石的磁特性与信使号观察到的大部分地区不同。 研究人员认为,这些陨石形成于约41亿年至38亿年前,有可能掌握有关水星磁场古极的线索。 陨石坑可能有更热的磁化岩石,在它们形成的过程中,碰撞产生的能量使地面熔化,有机会将磁性材料与行星的当前磁场重新调整。 这种材料凝固后,就像时间的快照一样保持着行星磁场的方向和位置。
研究人员从具有磁性不规则陨石的5个宇宙飞行器进行观测的结果发现,这些陨石形成于与当今磁场方向不同的时期。 基于陨石坑数据模拟水星的古磁场,推算了水星的古磁场古极的潜在位置。 由于信使号在任务的最后一段时间内经过和记录的区域有限,科学家只能从北半球部分地区进行飞行测量。 水星的古老磁极离现在的地理南极很远,而且有随着时间的推移而变化的可能性这一点让研究者们感到意外。
研究人员预计两极会聚在水星自转轴附近的两个点,位于行星的地理南北。 但是,极点随机分布,在南半球被发现。 磁场古极与水星现在的磁北极和地理南极不一致,显示水星的偶极子磁场移动了。 这些结果强化了水星的磁演化与地球和太阳系其他行星非常不同的理论。 同时,水星可能已经沿着轴线移动,这个事件被称为真正的极地漂移,北极和南极的地理位置发生了变化。