破解天王星磁极之谜

        20世纪80年代，“旅行者2号”开始对天王星、海王星进行考察，使得人们有可能将这两个行星的磁场绘制成图。结果是出人意料的。大多数行星都有南极和北极两极磁场。地球的磁极位于极地附近，与地球的南北极存在一个偏角，称为磁偏角，目前二者交角为11. 5°。其他许多行星，包括木星、土星和木星的卫星“伽里米德”都与地球类似。比如木星的磁偏角是10°，与地球相近。然而海王星和天王星的磁场与其他行星的情况大相径庭，它们的磁场有多个极，而且磁偏角很大，分别是47°和59°。科学家曾提出若干机制来解释这些异常的磁场，但都没有达成共识。

　　10年前，科学家曾猜想这可能是两个行星的薄外壳循环流动的结果，而这个外壳是由水、甲烷、氨和硫化氢组成的带电流体。现今，美国哈佛大学萨宾-斯坦利和杰里米-布洛克哈姆利用一个数学模型检验了这个理论，指出产生磁场的循环层是天王星、海王星的薄外壳，而不像地球那样，是位于接近地球核心的外核。他们同时指出薄外壳的循环或对流运动实际上是行星产生怪异磁场的原因，因为这是行星中存在流动和运动的部分。

　　研究学者说，磁场是由行星中导电体的复杂流动运动产生的，这个过程被称为“发电机效应”。

　　澳大利亚国家大学地磁学专家特德-里雷说，这个研究结果意义非凡，但似乎并不是那么让人惊讶。“值得注意的是，我们生活的地球，它的磁场两极与地球南北两极大致重合，因此我们也希望在别的行星上发现类似的情况。”

　　里雷说，“地球外核流体的运动产生了地磁场。虽然我们往往将磁和铁联系在一起，但实际上，任何运动着的带电流体都能产生磁场。对于行星，这首先取决于它是否存在流体以产生‘发电机效应’。地球存在外核流体，这两个行星可能不存在流体，也可能存在流体。事实上它们似乎都存在导电性良好的流体，而且还受某种力量驱策处于运动状态，这也是产生‘发电机效应’的必要条件。由于天王星和海王星产生‘发电机效应’的部位与地球的不同，以至于它们有如此不同的磁场，这就不足为奇了。”