太空奥秘:所有行星都有磁场吗?

(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局戈达
【菜科解读】
在地球的白天,磁重联将来自太阳的物质和能量输送到地球的磁环境中。
(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心)
(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Conor Feehly):地球的一个决定性特征是它的磁场。
它形成了一个保护罩,可以抵御太阳喷出的高能粒子,因此可以说为生命提供了一个更安全的地方,让它们成长为我们今天看到的复杂的生物阵列。
地球磁场最令人震惊的迹象是极光,在太阳活动频繁的时候,极光是出现在北极和南极附近的彩色光幕。
地球有磁场的另一个迹象是,无论你在地球上的哪个地方,指南针都指向北方。
但是,我们如何判断太阳系中的其他行星或天体是否有磁场?有可能知道遥远的系外行星是否有磁场吗?
我们知道,太阳系的气态巨星(木星和土星)和冰巨星(天王星和海王星)具有强大的内部磁场。
然而,亚利桑那州立大学的行星科学家Joseph G.O'Rourke表示,对于类地行星和卫星来说,这有点复杂。
今天,地球、水星和木星的卫星木卫三都有内部产生的磁场。
O’Rourke说,火星和地球的月球都有古老的地壳岩石,它们保存着早期存在的磁场的磁化残余。
至于地球的另一个邻居,他补充道:“在金星上没有检测到固有磁性,但我们还没有提供足够靠近地表的仪器来寻找磁化地壳。
”。
为了使磁场存在于行星或月球上,必须有大量的导电液体在其内部运动。
O’Rourke说,如果这些材料停止移动,或者如果材料的加热和冷却之间没有足够的温差来驱动行星或月球内部的流体对流,那么物体可能会失去磁场,在这种情况下,流体移动会太慢。
根据O’Rourke的说法,在金星明显缺乏磁层的情况下,有四种可能性。
普遍接受的观点是,金星有一个类似地球的核心,冷却速度太慢。
由于金星缺乏板块构造,其内部的冷却速度可能比地球慢。
一幅插图显示了日冕物质抛射从太阳爆发,然后撞击地球的磁层。
(图片来源:uux.cn欧空局/美国国家航空航天局-SOHO/LASCO/EIT)
然而,另一种可能性是金星的内部是完全固体的。
这将要求行星的核心比地球的温度低得多,而O’Rourke认为这是不可能的。
美国国家航空航天局计划于2031年执行的金星发射率、无线电科学、InSAR、地形和光谱学任务,以及欧洲航天局的EnVision任务,都将试图弄清楚金星的核心是否至少部分是液态的。
或者,金星可能缺乏内核。
地球的内核有助于产生地球的磁场。
当它结晶时,它会排出杂质(比铁轻的元素),从而产生化学浮力,推动流体运动。
也许金星还没有形成内核,所以它缺少了额外的能量来源。
O’Rourke说,第四种可能性是金星的核心可能是化学分层的。
形成月球的撞击可能搅动了古代地核,使其在开始冷却时产生磁场。
然而,金星没有卫星,这可能意味着没有任何东西混淆了它的核心。
确定太阳系中的天体是否有磁场的最佳方法是让航天器前往该天体,用磁力计测量磁场强度。
然而,早在20世纪50年代,科学家们就能够通过采集木星极光的无线电发射来远程探测木星的磁场。
奥说,磁场是了解行星内部的最好方法之一。
强磁场的存在告诉科学家,这颗行星有一个巨大的导电流体库,可以四处移动。
O’Rouke解释道:“发电机是流体运动的能量转化为磁场的过程。
”。
“在类地行星中,金属核可以容纳发电机,就像今天的地球一样。
然而,液态硅酸盐(基本上是熔融岩石)在极端的压力和温度下也具有导电性。
氢在木星和土星等气态巨星的内部深处变成金属,这使它们能够产生强大的磁场。
”
有没有系外行星有磁场?
当谈到系外行星——太阳系外的行星——行星科学家还没有明确地检测到磁场的存在。
然而,O’Rourke认为我们离得不远了。
天文学家已经在被称为棕矮星和低质量M矮星的小恒星中探测到了由磁场产生的极光。
O’Rourke说:“我猜下一代仪器将能够探测到类木星系外行星的磁场。
”。
“对类地行星磁场的探测在更遥远的地平线上,但有望在未来几十年内实现。
一般来说,我们可以直接(例如通过观测极光或辐射带)或间接(例如通过观察行星磁场与其母恒星的相互作用)探测系外行星磁场。
”
行星科学家目前正在争论磁场是否能全面保护行星大气层。
一方面,磁场可以保护大气层免受恒星风的影响,尤其是在磁赤道附近。
O’Rourke解释说,另一方面,磁场可以将带电粒子引导到极地,许多有助于大气逃逸的机制不受磁场的强烈影响。
奥说:“数十亿年来,地球一直保持着磁场和宜居表面。
”。
“当磁场消失时,火星的大部分水大致流失到了太空。
金星,地狱般的世界,缺乏磁场。
在我们的太阳系中,磁性与宜居性有关。
然而,相关性并不是因果关系。
”
随着我们通过詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测获得更大的系外行星样本量,行星科学家将开始揭示磁场与行星宜居性之间的关系。
极光可能是我们应该更仔细地寻找生命迹象的首批指标之一。
太空性爱动作难度大 强辐射下婴儿可能畸形
如果宇航员尝试在太空中体验性生活,科学家无法评估太空性生活的安全性,以及分娩畸形婴儿的概率。
美国宇航局官员长期以来主张宇航员在执行国际空间站任务或者航天飞机时不进行太空性生活。
近期,WBAtt非赢利机构火星基金会计划2018年派遣一对已婚宇航员夫妇完成501天太空任务,这意味着首例人类太空性生活体验即将实现。
书籍《太空性爱》的作者劳拉-伍德曼西说:我确信被挑选的这对宇航员夫妇将在太空环境中进行性生活,毫无疑问,这是一个不成文的要求,我猜测这是火星基金会挑选一对已婚宇航员进行太空飞行的原因。
美国马萨诸塞州大学医学院生物学家雅典娜-安德雷迪斯称,太空微重力下进行性生活具有很大的难度,因为没有牵引力,人们不得不倚靠在太空舱壁完成性爱动作,可以想像一下:没有摩擦力,也没有阻力,这是太空性爱中最大的障碍。
尽管微重力下体验性爱存在挑战性,伍德曼西认为,低地球轨道的太空飞行或许能实现太空性生活。
虽然太空性爱存在着一些机械运动难题,但太空中孕育胎儿则是完全危险的。
伍德曼西称,在低重力或者微重力环境下怀孕是非常危险的,会导致出现子宫外孕,同时,没有地球大气层的保护,高放射性等级将增大胎儿畸形的概率。
微重力环境对于胎儿身体会产生微妙的变化,从骨质密度降低至不规律的流体分布,健康的胎儿很难在微重力状态下孕育,宇航员尽力通过锻炼和其它方法来达到理想太空性生活状态,但是科学家并不确信太空环境如何影响母子健康。
伍德曼西称,我们并不清楚太空孕育胎儿的具体状况,人类是在地球上进化形成的,因此在太空中孕育胎儿则是完全不同的。
来自野生卷尾猴母亲的富有同情心的残疾婴儿护理
对残疾幼猴和它母亲的观察让研究人员对树栖环境下的护理有了罕见的一瞥。
根据研究人员记录的观察结果,婴儿的腿没有外部损伤迹象,但表现为膝盖脱臼,原因不明。
由于不能用左脚抓握,婴儿在母亲的背上走动时常常站立不稳。
据观察,这位母亲经常停下来,重新定位这只估计不到一个月大的小卷尾猴,比另一位有着相似年龄婴儿的母亲更频繁地调整它。
每当母亲用石头砸开包裹的水果时,这种不稳定性也会发生。
在这些情况下,人们看到母亲抬起她的尾巴,这对卷尾猴来说是一种不寻常的行为,因为将尾巴压向地面通常是为了增加杠杆作用。
研究人员认为,抬起尾巴可能是为了防止婴儿在突然动作中掉下来。
当母乳喂养时,婴儿在需要时接受额外的复位支持,尽管有时可以看到它在没有帮助的情况下进行哺乳。
多次观察到一名成年男子背着婴儿,有时靠近母亲休息,有时在母亲不在视线范围内时背着婴儿。
有人看到,当小婴儿难以支撑时,他在调整婴儿的背部位置。
在这项研究中,研究人员指出,虽然受伤护理的进化起源尚不清楚,但记录各种非人类灵长类动物的观察结果可以提供见解。
他们认为,将残疾婴儿抱到树上的困难可能有助于解释新世界猴子护理报告的缺乏。
此外,他们还考虑了在地面上生活和增加两足动物的数量可能对更多陆生灵长类动物护理行为的进化产生了积极的影响。
这些观察是由新热带灵长类动物研究小组(NeoPReGo)的研究人员做出的,这是一个由野外生物学家创建的非营利性非政府组织,旨在支持巴西的长期灵长类动物研究。
他们在《灵长类动物》杂志上发表了他们的论文“一只残疾野生卷尾猴婴儿的生与死”。
不幸的结局不幸的是,年幼的卷尾猴没能活过八周。
研究人员没有观察环境,而是继续监控母亲的行为。
他们注意到当她带着尸体穿过树冠时,她的行为有了明显的变化。
有时她“用一只手把它紧紧地贴在身上”,有时,”...抓住尾巴或另一个附肢,让身体随着她移动而摇摆。
”尽管有腐烂的味道,她还是继续给她的孩子梳洗。
她以前允许群体成员接近婴儿并与之互动,但现在她回避接触,特别是当其他成员试图触摸或梳理尸体时,最终远离群体。
根据论文中引用的“无意识”假设,灵长类动物母亲死后所做的努力被认为是一种进化的护理措施,以防止在暂时无意识或无反应的情况下被遗弃。
在这种情况下,一只手拿着近16%体重的母亲在一公里以上的树林中穿行,以较低的能力觅食,这可能是遵循许多灵长类动物的疾病护理生存策略。
最终,扩展的努力克服了母亲的身体能力,或者只是达到了一个不可避免的意识点——她在树间跳跃时松手,让无生命的身体自由降落到下面的地面。