О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
Доступное в России зеркало Граней: https://grani-ru-org.appspot.com/Society/Science/m.63252.html

статья Тайна "безумных" магнитосфер Урана и Нептуна раскрыта

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 12.03.2004
http://www.physicsweb.org/box/news/8/3/6/fields
http://www.physicsweb.org/box/news/8/3/6/fields
Реклама

Геофизики, возможно, раскрыли одну из самых больших тайн Солнечной системы. Они смогли ответить на вопрос, почему магнитные поля Урана и Нептуна так сильно отличаются от магнитосфер других планет.

Дело в том, что магнитосферы Земли, Юпитера и Сатурна по своей структуре представляют собой биполярное магнитное поле, которое могло бы быть создано гигантским магнитным бруском, расположенным в центре планеты и ориентированным примерно вдоль ее оси вращения. Конечно, существуют отклонения, например, земная магнитная ось имеет угол в 11° со своей осью вращения (причем магнитные полюса все время "ерзают", передвигаясь то туда, то сюда, и даже временами меняются местами), так что все вышесказанное верно только в грубом приближении. Однако у Урана и Нептуна магнитные полюса почему-то совершенно не совпадают с их осями вращения (наклон, соответственно, 59° и 47°). Больше того, магнитные поля этих планет, вероятно, обладают двумя северными и двумя южными полюсами, что уже вообще ни в какие ворота не лезет.

Земля и другие планеты вроде Юпитера и Сатурна (а также гигантский спутник Юпитера Ганимед, и, вероятно, Меркурий), согласно современным теориям, имеют внутреннее ядро, которое окружено толстой конвекционной (находящейся в непрерывном движении) оболочкой (еще говорят о внешнем (жидком) и внутреннем (твердом) ядре, заключенных в мантию и кору; жидкое ядро, вероятно, есть также у Меркурия и Венеры, у Марса его, по-видимому, нет). Собственно, магнитное поле Земли как раз и сгенерировано конвекцией (движением материала) в этой обширной жидкой оболочке, состоящей из расплавленного железа и никеля, что окружает небольшое электропроводное твердое (железное) внутреннее ядро (плотность в центре Земли составляет порядка 12,5 г/см3). Процесс напоминает работу динамо-машины. Сразу вспоминается американский фантастический фильм "Ядро" (Core), рассказывающий о том, как это движение внутри Земли в один злосчастный день замедлилось, а специалисты из NASA умудрились с помощью направленных ядерных взрывов снова запустить этот гигантский "движок". Точно так же магнитные поля газовых гигантов Юпитера и Сатурна образованы обширным слоем конвекционного металлического водорода (представляющего собой сжатый гигантским давлением электропроводный "суп" из протонов и электронов), внутри которого заключено небольшое центральное твердое каменное тело. Температура в центре Юпитера - порядка 30 тысяч кельвинов.

Нептун. Фото NASA с сайта www.abc.net.au Для Урана и Нептуна (несмотря на то, что они тоже являются газовыми гигантами) теперь проверена принципиально иная модель, предложенная еще десять лет назад: эти две планеты, по всей видимости, имеют жидкое ядро, которое окружено относительно тонким наружным слоем. Компьютерное моделирование, проведенное Сабином Стэнли (Sabine Stanley) и Джереми Блоксхэмом (Jeremy Bloxham) из Гарвардского университета (Planetary Sciences at Harvard University), подтвердило, что подобная структура действительно может привести к тому, что магнитная ось будет сильно отклонена от оси вращения, и к тому же может возникать так называемый "квадрупольный" эффект (отклонение от сферически симметричного распределения зарядов) - то есть в таком случае получается та самая структура магнитных полей, которая наблюдалась у этих планет при полете космического аппарата "Вояджер-2" (Voyager 2) в 1986 году. Стэнли и Блоксхэм предположили, что конвекция в этих планетах происходит в тонкой жидкой внешней оболочке (вероятно, сделанной изо "льда", содержащего воду, метан, аммиак и сероводород), которая окружает неконвекционную внутреннюю жидкость.

Полученные результаты (статья опубликована в Nature) способны подсказать и новый способ дистанционного исследования внутренней структуры и состава планет с помощью измерения их магнитных полей.

На верхней иллюстрации:
Магнитные поля Земли (a), Урана (b), Нептуна (c) и то, что дает новая компьютерная модель (d). В областях, закрашенных синим цветом, силовые линии "входят" в планету, а там, где оранжевые пятна, они "выходят". Магнитосфера Земли подобна магнитному полю, производимому обычным магнитом (все силовые линии выходят из одного полушария и входят в другое), тогда как поля Урана и Нептуна устроены гораздо сложнее. Результаты компьютерного моделирования подобны этим сложно устроенным магнитосферам Урана и Нептуна. Изображение с сайта PhysicsWeb

Источники:
Looking inside planets - PhysicsWeb
Uranus and Neptune share magnetic secrets - ABC Science Online
Enigma of Uranus solved at last - AFP

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 12.03.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама



Выбор читателей