在火星发现只在午夜出现的神秘磁脉冲
这张插图绘制了安放在火星表面的洞察号登陆器。登陆器磁力计所获得的初步数据显示,这颗红色星球的磁场会在夜晚以无法解释的方式摇摆。 ILLUSTRATION BY NASA
据美国国家地理(撰文:ROBIN GEORGE ANDREWS编译:邱彦纶):在夜晚发生的磁脉冲是洞察号(InSight)登陆器的初步探测结果之一。洞察号还发现了这颗红色行星,可能在地底深处存在一个范围扩及全火星的液态水储存库。
在火星的午夜时分,这颗红色行星的磁场有时会以先前从未观察到的方式开始脉动,目前我们还不知道背后原因。
美国航天总署(NASA)首度派往火星的自动火星物理(geophysicist)登陆器「洞察号」,带来了许多惊人的初步发现,这还只是其中之一。自2018年11月洞察号成功登陆火星后,就开始收集讯息,帮助科学家更加理解这颗我们邻近行星的内部结构和演变,它的工作包含了测量上部地壳的温度、记录地震的声音,以及测量火星磁场的强度和方向。
9月中,欧洲行星科学大会(European Planetary Science Congress)与美国天文学会(American Astronomical Society)举办了联合会议,会议中的几个报告透露,初步数据显示火星的磁场非常狂野。
除了奇怪的磁脉冲,登陆器的数据还显示,火星地壳的磁场比科学家预计的强大得多。而且,登陆器还在火星地底深处发现了一个非常特别的导电层,厚度约4公里。这个导电层可能代表了一个范围扩及全火星的液态水储藏库,不过现在要下结论还为时过早。
地球上的地下水是锁在沙子、土壤和岩石中,藏于地下的隐藏海洋。没有参与此次研究的杨百翰大学(Brigham Young University)行星科学家珍妮.拉德博(Jani Radebaugh)表示,如果火星也有类似的情况,「我们不应该感到惊讶」。但如果这些测量结果得到证实,现今火星上如此大规模的液态水,也暗示火星过去或现在拥有生命存在的潜力。
到目前为止,这些数据还没有经过同侪审查,这些初步发现的细节和解释无疑会随着时间而有所调整。尽管如此,洞察号还是为我们带来令人惊叹的火星世界。这个探测器或许会彻底改变我们对火星、甚至是整个银河系中其他岩质星行星的理解。
「我们正在以前所未有的方式,深入洞察火星的磁场变化史。」并未参与此项研究的北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)行星地质学家保罗.柏恩(Paul Byrne)表示。
两颗行星的故事
地球因为有着不断旋转翻搅的富铁液态外核,因此形成了全球性的磁场。地壳中的特定矿物能够记录磁场的强度和方向,我们根据这种自然纪录,得知地球磁场已经存在了好一段时间,而且在不同的地质年代有相当剧烈的变化。 1997年,火星全球探勘者号(Mars Global Surveyor)轨道器的数据让科学家得知,火星地壳也同样记录下了火星磁场的变化史。
「火星也有一群和地球类似的磁性矿物。」并未参与此项研究的加州大学柏克莱分校(University of California, Berkeley)的行星太空物理学家罗伯特.利利斯(Robert Lillis)表示。
火星全球探勘者号在这颗红色星球地表上方97至402公里处探测到磁场,而且和在地球从距离地表同样高度处的侦测相比,火星地壳磁场是地球的十倍。这表示在很久以前,火星也有全球性的大型磁场。
但与地球不同的是,火星的运气不太好。翻搅的外核似乎在约40亿年前停止转动,导致全球性磁场崩溃,只留下微弱的磁场屏障保护自己。名为太阳风的太阳辐射,逐渐剥去火星的古老大气层,把这颗可能维持生命又富含水分的行星,转变为寒冷的沙漠。
为什么这两颗行星的命运如此迥然不同?为了找到原因,我们得对火星所残留的磁场进行尽可能精确地测量,但从轨道上观测这些剩余磁场强度所能得到的解析率很低。这就像是从很远的地方观察一大群人:如果很多人穿红衬衫,少数人穿蓝衬衫,那么位在遥远距离之外的相机主要会拍摄到数量占优的红色;但如果让同样一台相机靠近,那些极为重要的蓝色就会变得更加明显。
「测量磁场的情况也是如此,」并未参与此次研究的科罗拉多大学(University of Colorado)的大气和太空物理研究员戴夫.布莱恩(Dave Brain)表示,「靠得愈近,就愈能看清楚组成的状况。」
午夜谜团
洞察号的磁力计是首个放置在火星表面的磁力计,这让科学家对火星地壳磁场有了到目前为止最深入的理解,不过测量结果有些让人出乎意料:和过去根据轨道测量所预测的结果相比,洞察号附近的磁场强了约20倍。
相当熟悉洞察号数据的布莱恩表示,这种强大稳定的磁讯号来自洞察号所在位置附近的岩石,但目前还不清楚岩石是位于地下深处,或是更靠近地表。布莱恩说,确定位置很重要,因为如果磁讯号来自地表附近较年轻的岩石,那代表强磁场持续围绕着火星的时间,比我们目前所认为的还要更久。
更奇怪的是,洞察号还发现它所在位置附近的地壳磁场会不时摆动。加州大学柏克莱分校的太空物理学家,同时也是洞察号科学团队成员马修.菲林吉(Matthew Fillingim)解释道,这种摆动就是磁脉冲。
这些磁脉冲是磁场在强度或方向上的波动,并不能算是不寻常。地球和火星上,经常会因为上层大气的扰动、太阳风的作用,以及行星磁泡的扭曲等因素,而出现这样的现象。
奇怪的是,火星的磁脉冲是在火星当地的午夜时分发生,彷佛有个看不见的夜间定时器。
洞察号的登陆位置在火星赤道附近,但在地球上相同的地理位置,晚上却不会发生这种类型的磁脉冲。地球夜间的磁脉冲往往发生在较高纬度,并带来绚丽的南北极光。目前,火星上的磁脉冲没有确切的成因,但科学家在心里至少已有了一种猜测。
虽然火星不再拥有强大的全球性磁场,但太阳风会和火星的稀薄大气层交互作用,在火星周围产生微弱的磁泡。这个磁泡又被太阳风的磁场压迫,导致磁泡的一部分呈现类似尾巴的形状。午夜时分,洞察号在火星上的位置恰好与这条尾巴对齐,这条尾巴在通过时,就会像拨动吉他弦一样拨动地表的磁场。
如果一艘像是NASA火星大气与挥发物演化任务(Mars Atmosphere and Volatile Evolution,简称MAVEN)轨道器这样的高海拔宇宙飞船,能够恰好在这个时间点经过洞察号上方,或许就能证明这种假设。不过,目前这仍是个未解之谜。
引发关注
在一场关于火星磁场的演讲中,科学家还提到,磁讯号的特征显示了在火星地表下方某处,似乎存在着一层导电层。虽然研究团队还不能确认确切的深度,但他们认为不会超过100公里。
布莱恩解释道,在地球沙漠中的测试显示磁力计如何让我们得知地下深处是否有水。同样的,洞察号的磁力计显示,所发现的导电层或许是一个带有溶解固体物的含水层,或是冰与水层,而它的范围可能扩及整颗行星。
目前还不清楚湖泊、河流或甚至海洋这类的地表水体,在火星史上存在了多久时间。但的确有些证据显示,现今火星地表下方拥有咸水储水层。拉德博还说,火星地壳越往深处温度就越高。既然有强烈的证据显示火星表面有广泛分布的冰,拥有液态水的地下含水层应该也相当合理。
但布莱恩说,魔鬼藏在细节里,得要排除所有可能导致这类磁脉冲的其他因素才行。洞察号登陆器有个钻头,但只能挖掘到地面下方约5公尺的深度,因此科学家可能得要藉由其他方法──或许是未来的火星任务──来检验这个地下水层的推论。
布莱恩补充说明,无论火星含水层存在的理论被证实或推翻,包括磁场数据在内的洞察号测量结果无疑都具有相当重要的价值。我们所派去的这位机器特使虽然只是驻扎在埃律西昂平原(Elysium Planitia)的某个定点,但它一定会挖掘出深埋火星的各种惊奇事物。
大家都在看
-
## 浩瀚宇宙,我们能知道多少?一场幽默的宇宙探索之旅 朋友们!你们有没有想过,我们生活的这个宇宙到底有多大?是不是觉得自己的脑袋都快想破了?别急,今天我们就来一场幽默的宇宙探索之旅,看看在这浩瀚的宇宙中,我们到底能知道多少。首先,让我们来聊聊宇宙的起源。 ... 宇宙探索12-22
-
宇宙的无尽旅程:你敢想象尽头在何方吗? ## 描述你是否曾想过,宇宙的边界到底在哪里?是无尽的星辰还是某个神秘的终点?今天,我们就来聊聊这个迷人的话题,带你一起探寻宇宙的尽头!---你有没有想过,浩瀚的宇宙,有没有一个尽头?这是一个古老而又激动人 ... 宇宙探索12-22
-
虚拟现实与宇宙探索:人工智能打造的沉浸式星际之旅 在科技飞速发展的时代,虚拟现实和人工智能携手为人类开启了一扇通向宇宙深处的奇幻之门,打造出前所未有的沉浸式星际之旅。虚拟现实技术让我们得以身临其境地感受宇宙的浩瀚与神秘。以往,我们只能通过书籍、图片和 ... 宇宙探索12-22
-
宇宙探索:奇异的星系怪物 大伙儿有没有想过,咱们平常抬头看看天上的星星,那可都是宇宙中的"明星"啊!今儿个我跟大家聊聊那些在宇宙中长得奇奇怪怪的星系,说出来你可能不信,有的像两只老鼠咬耳朵,有的活脱脱一个大海星,还有的就跟个大 ... 宇宙探索12-22
-
天文观测的艺术:如何用望远镜探索宇宙 在浩瀚无垠的宇宙中,星星如同无数的故事,等待着我们去探索和解读。天文观测不仅是科学研究的基础,更是一门艺术,它将人类的好奇心与宇宙的奥秘结合在一起。通过望远镜,我们能够揭开宇宙的神秘面纱,探索遥远星系 ... 宇宙探索12-21
-
宇宙究竟存不存在尽头呢?如果有尽头之外又有什么呢? 随着人类科学技术水平的不断提高,人类对宇宙的认识也在不断深入。在人类一步步靠近宇宙的时候,却发现每走一步都会产生无数的疑问,世间万物都有它的尽头,所以人们猜想宇宙也有自己的尽头。然而,人类渺小得如同井 ... 宇宙探索12-21
-
探索宇宙的起源与终结 宇宙的起源大爆炸理论:宇宙大爆炸理论是目前科学界广泛接受的宇宙起源理论。该理论认为,宇宙起源于一个极其高温、高密度的奇点,这个奇点发生了剧烈的爆炸,从而产生了宇宙。大爆炸的瞬间,时间和空间被同时启动, ... 宇宙探索12-21
-
为什么人类要不停地探索外太空? 或许从古猿仰望星空的那一刻开始,人类就对那遥远的宇宙产生了天然的探索欲。无论是艺术创作、影视作品或是航天科技的发展,自古以来,我们对于宇宙的向往与想象从未停止过……但,人类为什么要不停地探索外太空呢? ... 宇宙探索12-21
-
宇宙五大未解谜团:每一个答案都可能改变世界 人类是地球上已知的唯一拥有高级智慧的物种,凭借着这一独特的优势,人类短短数百万年的时间,就演化出了如今的现代文明。站在了地球食物链的顶端。然而高级智慧带来科技发达的同时,也给我们带来了其他物种没有的困 ... 宇宙探索12-20
-
宇宙探索新成果:月球形成时间确定为45.1亿年 月球45.1亿年前形成的理论是通过多种证据和分析综合得出的。首先,科学界普遍认为月球是在早期地球与一个火星大小的原行星相撞后形成的,这次撞击被称为“大碰撞事件”。该事件发生时间的估算,是基于对月球岩石样品 ... 宇宙探索12-20
相关文章
- 宇宙探索新成果:月球形成时间确定为45.1亿年
- 【探索宇宙】2024年中国航天新亮点!卫星互联网建造拉开大幕→
- 人类最接近外星生命的一次!木卫二冰层下的地下海洋可能存...
- 9小时出舱活动刷新中国和世界纪录,航天员如何在太空中生存?
- 美国宇航局 宇宙新发现:“花环” 恒星圈与 “圣诞树簇” 的奥秘探索
- 那为什么太空是黑的呢?太阳却照亮地球
- 穿越星际的冒险:探索宇宙机器人游戏的无限可能
- 红外空间天文台:宇宙探索的璀璨明珠
- 探索宇宙奥秘,地下700米的国之大器进入最后关键节点
- 飞船到达240亿公里深空,发现一个残酷现实,人类被困在太阳系?
- 探索多维宇宙:超越时空的奇妙之旅 #平行
- 探索宇宙的奥秘:黑洞与引力波--天文学的两大奇迹
- 震惊!宇宙万亿星系探索,人类或成唯一智慧生命
- 廖渊:以水墨探索时间与宇宙
- 中国航天:勇攀高峰,探索宇宙奧秘
- 小愿望·大梦想
- 易经最终的目的:探索宇宙真理与人生智慧
- 探索宇宙奥秘,牛顿的思考启迪未来!🚀🌌
- 科学梦想还是资源浪费?杨振宁与王贻芳如何看待对撞机计划
- 宇宙深处的人工智能生命探索假想
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12