为什么磁场取决于行星内部热核和自身自转？

行星磁场的机制仍然是一个谜。关于它的成因有很多假说。这些转载数据图片假说虽然可以解释一些现象，但都有其理论缺陷。根据现代电磁学理论，磁场是由运动的电场产生的。就电场产生磁场的具体形式而言，主要有以下几种:1、分子电流——分子和原子中的电子绕原子核旋转产生磁场，这是永磁磁场的产生机理；2.普通电流——这是普通电磁铁产生磁场的机理；3.点电荷的机械运动——这是罗兰实验中罗兰圆盘产生磁场的机理。所以行星磁场的产生来自于以上原因；一是由分子电流产生(即传统的永磁体假说)；这种观点认为，行星内部有一个巨大的铁镍永磁核，产生了行星磁场。有人对这一观点提出了否定的理由:认为永磁体有居里点，即永磁体在一定温度下会失去磁性。铁镍永磁体的居里点在770摄氏度左右，很多星球内部的温度普遍超过1000摄氏度。在这个温度下，铁镍永磁体已经失去磁性。因此，行星磁场来自行星内部永磁体的观点逐渐被否定。二是恒流产生；这个假说认为地核是带正电的等离子体。行星内核中央部分因高温高压“挤出”电子，使其带正电；行星核心的外层是充满电子的外壳。这个外壳是超导体，正是超导体永不衰减的电流产生了这个星球的磁场。这个假说符合一定的科学真理，也能解释一些现象，所以是一个很有前途的假说。三、第三个观点:是点电荷做宏观力学运动产生的。也就是说和罗兰实验中罗兰圆盘的磁场产生机制是一致的。就前两种假设而言，它们很难解释行星磁场强度与行星自转密切相关的现象。从九大行星的数据来看，似乎行星的磁场强度与行星的自转密切相关。比如接近地球其他参数的金星，自转速度慢，几乎没有磁场；几乎所有自转周期短的行星都有很强的磁场，比如木星和土星。所以行星的磁场来自于自身电荷的机械运动。也就是说，地球上的某个特定区域，由于某种物理和化学原因，带着某种电荷。这些电荷随着行星的旋转做圆周机械运动，这种圆周机械运动电荷必然会产生磁场，这就是行星磁场的来源。关于电荷的来源有两种不成熟的观点:一种是太阳风对带电粒子的不平等捕获；另一个是压电陶瓷原理，把电荷从星球核心压出来；首先是电荷来自太阳风。这些电荷被捕获后，必然分布在行星外大气层的某一圈，必然会随着行星的自转而随着大气层绕着行星的自转轴运动。这些做圆周运动的电荷必然会产生磁场，这可能就是行星磁场的来源。这个观点中提到的两个问题，这里必须说明一下:1。为什么电荷分布在外层大气中？2.为什么行星会选择性地捕捉太阳风中的某些电荷？问题1:基于这样一个常识，如果一个物体带电，由于斥力，这些电荷必然分布在物体周围。同样，如果行星带有某种电荷，这些电荷由于斥力分布在行星大气层的外围，也就是外大气层。问题2:我认为太阳风中的正负电荷是相等的。行星如何选择捕捉一些粒子？基于物质的电负性(一个化学概念，与负电荷不同)，即不同的原子与带电粒子的作用力不同。例如，一个中性的氧原子或分子可能与一个电子或质子发生电磁相互作用，但他所在的太阳系中唯一没有磁场的行星金星的力的大小是不同的。氧是如此的电负性，以至于它倾向于捕获一个电子而不是一个质子。类似地，钾原子应该倾向于捕获正电荷而不是负电荷。从星球的物质构成来看，氧站49%，硅26%，其他金属性强的元素之和不到20%，所以整体来看，电负性强的元素占比较高。而在行星的外层——行星大气是多种元素的混合物，这可能是由于物质比例的不平衡，最终导致行星有俘获负电荷的倾向。由于上述原因，这些负电荷集中在行星的外层大气中(可能在电离层中)。当它们随着行星的自转机械地绕地轴运动时，必然会产生一个磁场，这个磁场可能就是行星磁场。如果有另一颗行星的物质成分与该行星不同，它可能带有与该行星相反的电荷。即使与行星同向旋转，也有可能形成与行星反方向的磁场。同样，自转方向不同的行星也可能形成与行星方向相同的磁场。因此，根据上述假设，行星磁场的强度应该取决于转速、行星半径、大气厚度等几个因素。所以如果用这个假设，很好的符合了以下现象:1，为什么金星几乎没有磁场？2.为什么木质行星会有很强的磁场？如果按照压电陶瓷的原理，电荷是从星球核心压出来的。换句话说，这个假设可以说是假设2的发展。即假设2中的恒流假设中，虽然解决了电荷来源，但无法解决恒流驱动力。因为理论上，超导环形导体只要有电流，不受外界影响就不会停止，还能产生恒定的磁场。所以这个理论的观点也遇到了一个问题，就是有了超导体，但是没有电源，是什么给它们提供了一个合适的电压，或者说是什么给它们提供了一个电流的原始驱动力。如果借用这个假设的电荷来源，还是按照压电陶瓷的原理。这些积累的电荷在地球磁场中被行星的旋转机械地移动，这可能是行星磁场的来源。由于负电荷集中在外围，其随地球自转的圆周运动的线速度必然大于内部正电荷的线速度。产生的磁场自然比内部强。虽然内部正电荷的数量与外部负电荷的数量基本相等，但由于它们位于内部，半径相对较小，它们随地球自转的线速度必然相对较小，因此它们产生的磁场必然比负电荷产生的磁场弱。虽然磁场的方向与负电荷产生的方向相反，但仍然不能完全抵消负电荷产生的磁场。这样，两个方向的磁场矢量和必然会表现出负电荷伴随着行星的自转而产生的磁场。地球是太阳系八大行星之一，其磁场的机制应该是一样的。

[编辑此段]了解发现

关于行星磁场，除了地磁场，只有零星的初步知识。由于太空探索技术的发展，这种情况正在迅速改变。到目前为止，已经在太空中探索了水星、金星、火星、木星和土星的磁场。Mariner 10发现水星的磁场比火星和金星强得多。探测结果还表明，水星磁矩为5.2×1022电磁单位，小于地球磁矩的1/1500。水星的磁极极性与地球相同，偶极矩指向南方；磁轴与转轴的交角约为12；赤道面场强为4×10-3高斯。已经证实，水星磁场之间的相互作用拉伸了木星最外层的环场，这是行星本身固有的，但对其起源的解释仍有争议。到目前为止，行星际探索还没有找到足够的证据证明金星存在固有磁场，只是在金星附近发现了太阳风冲击波。这种冲击波的构型可以用太阳风与金星大气顶部的直接碰撞来解释。冲击波背后的湍流和小尺度磁场是太阳风和金星相互作用的结果。而1976的C.T. Rosso认为磁矩为1.4×1023的偶极子场更能解释得到的空间观测数据。这个问题需要进一步研究。行星际探测器“火星”2号、3号和5号对火星进行了探测，获得了火星有磁场的证据。磁矩为2.5×1022电磁单位，是地球磁矩的1/3000。赤道面磁场强度为0.6×10-3高斯；磁极的极性与地球相反，即偶极矩指向北方；磁轴与转轴的夹角为15。然而，在重新分析了1978年的太空探索数据后，C . T .罗素认为观测到的磁场只是火星周围的一个压缩的行星际磁场。因此，火星是否存在固有磁场尚无定论。在木本行星中获得了木星磁场和土星磁场的证据。

[编辑此段]太阳和行星磁场

与土星耀眼壮观的光环相比，木星暗淡的光环非常不起眼，但由于其外围光环的不对称性，多年来一直困扰着天文学家。现在，研究人员报告说，木星强大的磁场和太阳能效应之间的“拔河”已经使行星的外环变形。这一发现将有助于改变对土星和其他行星周围形成光环的力量的理解。人们很难在地球上找到木星的光环。1979年，两颗美国“旅行者”探测器飞向木星，天文学家借助太阳背面的光线首次发现了木星环。观测表明，木星环的宽度约为654.38+0.3万公里，接近著名的土星环的一半。这两个行星环还有一个不同之处，那就是它们的形状。土星可以保持土星环的形状，而木星环的最远端向外延伸到土卫二。现在，两位天文学家认为他们已经找到了问题的答案。马里兰大学的DouglasHamilton和德国海德堡的Max Planck核物理研究所的HaraldKrüger分析了美国国家航空航天局的伽利略航天器之前发回的数据，该航天器在2003年坠入行星大气层之前短暂访问了木星的环。研究人员在5月1日出版的英国《自然》杂志上报告了这项研究成果。他们发现行星环中的粒子围绕木星缓慢运动，它们从来自太阳的能量中获得电荷。然后，当这些粒子落入木星的阴影区时，它们会被行星强大的磁场从几个方向拉过来。最终结果是让木星环背面的轨道远离木星，直到到达木卫二。那么，为什么土星环没有类似的变形现象呢？这是因为木星的磁场强度是土星的10倍，到达木星的阳光比土星强。汉密尔顿解释说，这两种效应的最终结果使得木星的阴影面积变得更加重要。作为美国国家航空航天局卡西尼探测器科学团队的一员，康乃尔大学天文学家约瑟夫·伯恩斯说:“科学家终于弄清楚了木星环的奥秘，这一发现意义重大。”卡西尼探测器现在正绕土星运行，伯恩斯希望它能在土星环中找到类似的-也许是微妙的-特征。[1][2]

[编辑此段]行星磁场的一些结论

(1)行星磁场的大小与内核的质量(密度)和半径成正比。类地行星极区磁场强度的计算值与测量值基本一致，说明* * *自旋理论的思想是正确的。计算值和实测值略有出入，包括水星和火星，水星的磁场强度计算值更小，因为水星的星核半径估计值按照二比一计算更小，实际上是五比四。然而，火星的星核半径估计为2: 1，但它更大。由于火星地壳很厚，星核半径比为3: 1，所以计算出的火星极区磁场强度比测量值要大。修正后，计算值与实测值基本一致。(2)类地行星都是有重金属导体核的自转行星，都会“自旋起电”，会产生不同的电荷，在核表面的不同表面形成不同的电位；以便产生涡流并将外芯熔化成液态。在产生涡流的同时，星核也泄漏到太空中，使类地行星保持一个带负电荷的准静电球体。因为带负电的行星逆时针旋转相当于带正电的行星磁场电荷顺时针旋转，所以水星和火星的磁场方向与地球磁场方向相同，它们的磁场极性是:它们的N极在行星南极，磁力线在行星内部从地理北极指向南极， 以及在行星外层空间从南极到北极，与自旋方向呈右旋螺旋(拇指指向北极)关系。 金星自转方向相反，所以它的磁场方向与地球相反。(3)行星磁场的大小与行星自转的角速度成正比。自转角速度慢的行星磁场强度很小。比如金星磁场强度的计算值是地球值的千分之一，测量值为零。原因是带负电的准静电金星行星容易在球体外部聚集带正电的金属离子。随金星自转的金星大气和金星磁场会使随金星自转的大气中的负电荷电子在洛仑兹力的作用下分散到外太空。而是对带正电的离子起到吸附和汇聚作用。而带正电的金属离子也有屏蔽磁场的作用，而金星的磁场方向与其他类地行星相反，所以不容易被探测到。(4)行星磁场的方向与金属导体内核的物质电结构和自旋方向有关。重金属导体内核和金属氢(超导)内核的行星自转产生的磁场方向相反。行星磁场的方向对跟随行星自转的大气中的粒子有很大的影响。比如金星、木星、土星的磁场与其他类地行星的磁场方向相反，大气中跟随行星自转的负电荷电子会在洛伦兹力的作用下分散到外太空。而是对带正电的离子起到吸附和汇聚作用。这就是为什么这三颗行星有稠密的大气层。由于电量大，金星、木星等行星的大气中会出现雷电。木星和土星上美丽的光环也可能是这两颗行星的强磁场带来的洛伦兹力和这两颗行星的螺旋阶梯力共同作用的结果。[