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2013 年 6 月 18 日
   

太陽系的前世今生 (169):行星的磁場特徵

提供者 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 :太空裡充斥著運動中的電漿,也就是處處可感受到電場和磁場的存在。 就以我們居住的地球來說,因為地函內帶電的溶岩漿流動是造成「地磁 」存在的主因, 也使得地球上空電離層的存在,和地球大氣層外 磁層與范艾倫帶的存在。 當 太陽風 (是一大群時速達四、五百公里的電漿)向我們吹襲而來時, 地球大氣層外磁層會為我們抵擋住了絕大多數的 電漿 ,以免直接竄入我們大氣層裡來,僅使得我們感受到許許多多仿如來自此輻射帶的輻射而已; 另外,磁層也為我們帶來了浪漫且壯麗的 「極光」表現。

       太陽系 (Solar system) 裡的各個行星之 磁層的磁場大小及其分布狀況, 請參考下表的觀測數據:

星體 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
磁偶量
(單位:地球磁偶量)
0.0007 < 0.0004 1 < 0.0002 20.000 600 50 25
赤道上磁層的磁場大小
(單位:高斯•星球半徑的立方)
0.0033 < 0.00003 0.3076 < 0.0003 4.28 0.210   0.228 0.142
磁極中心與星球中心的距離
(單位:星球半徑)
    0.0725   0.131 0.04 - 0.05 0.3 0.55
地磁和自轉軸的夾角
(單位:度)
14   11.4   9.6 < 1 58.6 46.9


        發現到類地行星 (Terrestrial Planets)除了 地球 以外的水星 (Mercury)、 金星 (Venus)和 火星 (Mars) 的磁場都很小, 所以我們進一步僅探討的是地球和巨大氣體狀行星中的 木星(Jupiter)、 土星(Saturn)、 天王星 (Uranus) 和 海王星 (Neptune) 的磁場特徵。從上圖可以大致看出,它們的磁場並不會和 自轉軸 一致, 自轉軸的主要成因可能和行星的行程過程有著密不可分的關聯,所以自轉軸較不易有所變化。但是, 行星的磁場 可能主要由於 行星內部帶電融岩的流動 太陽風帶來的大量帶電粒子 有關, 所以行星的磁場會隨著時間而演變。 上圖水平座標表示 行星繞行太陽公轉 的所在黃道面。 再仔細觀之,行星的內部磁場並沒有貫穿整個行星, 它們的主要分布乃是受內部帶電融岩的流動影響。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (170):矮行星
天文史上的今天 : 1845 年 6 月 18 日,法國醫師夏爾•路易•阿方斯•拉韋朗 (Charles Louis Alphonse Laveran,1845.6.18.-1922.5.18.) 出生。他首先發現瘧疾是由一種原生動物(瘧原蟲)造成,這是第一次發現原生動物具有造成疾病的能力。1901 年他描述了造成非洲昏睡病的錐體蟲(trypanosomes)。因他對原生動物的研究與發現而榮 1907 年諾貝爾生理學或醫學獎。
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    主編 : 陳輝樺                 
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