¿Por qué el campo magnético depende del termonúcleo interno del planeta y de su propia rotación?

El mecanismo de los campos magnéticos planetarios sigue siendo un misterio. Existen muchas hipótesis sobre su causa. Aunque estas hipótesis de imágenes de datos reimpresas pueden explicar algunos fenómenos, todas tienen sus defectos teóricos. Según la teoría electromagnética moderna, los campos magnéticos se generan mediante campos eléctricos en movimiento. En lo que respecta a las formas específicas de campos magnéticos generados por campos eléctricos, existen principalmente las siguientes: 1. Corriente molecular: los electrones en las moléculas y los átomos giran alrededor del núcleo para generar un campo magnético. Este es el mecanismo de generación de campo magnético permanente. campos; 2. Corriente ordinaria: este es el mecanismo por el cual los electroimanes ordinarios generan campos magnéticos. 3. Movimiento mecánico de cargas puntuales: este es el mecanismo por el cual el disco de Roland genera campos magnéticos en el experimento de Roland. Por lo tanto, la generación del campo magnético planetario proviene de las razones anteriores; primero, es generado por una corriente molecular (es decir, la hipótesis tradicional del imán permanente cree que hay un enorme núcleo magnético permanente de hierro y níquel dentro del planeta); , que genera el campo magnético planetario. Algunas personas han aducido razones negativas para esta opinión: creen que los imanes permanentes tienen un punto de Curie, es decir, los imanes permanentes pierden su magnetismo a una determinada temperatura. El punto Curie de los imanes permanentes de hierro y níquel es de alrededor de 770 grados Celsius, y la temperatura dentro de muchos planetas generalmente supera los 1.000 grados Celsius. A esta temperatura, los imanes permanentes de hierro-níquel han perdido su magnetismo. Por tanto, poco a poco se va desmintiendo la idea de que el campo magnético planetario proviene de los imanes permanentes que se encuentran en el interior del planeta. La segunda es la generación de corriente constante; esta hipótesis sostiene que el núcleo de la Tierra es un plasma cargado positivamente. La parte central del núcleo del planeta "exprime" los electrones debido a la alta temperatura y la alta presión, lo que la hace cargada positivamente; la capa exterior del núcleo del planeta es una capa llena de electrones. Esta capa es un superconductor, y es la corriente que nunca decae del superconductor la que genera el campo magnético del planeta. Esta hipótesis se ajusta a ciertas verdades científicas y también puede explicar algunos fenómenos, por lo que es una hipótesis prometedora. 3. El tercer punto de vista: es causado por el movimiento mecánico macroscópico de cargas puntuales. En otras palabras, es consistente con el mecanismo de generación de campo magnético del disco de Roland en el experimento de Roland. En cuanto a las dos primeras hipótesis, es difícil explicar el fenómeno de que la fuerza del campo magnético del planeta está estrechamente relacionada con la rotación del planeta. A juzgar por los datos de los nueve planetas, parece que la fuerza del campo magnético del planeta está estrechamente relacionada con la rotación del planeta. Por ejemplo, Venus, que está cerca de otros parámetros de la Tierra, tiene una velocidad de rotación lenta y casi ningún campo magnético, casi todos los planetas con períodos de rotación cortos tienen campos magnéticos fuertes, como Júpiter y Saturno; Entonces el campo magnético del planeta proviene del movimiento mecánico de sus propias cargas eléctricas. Es decir, una zona concreta de la Tierra lleva una determinada carga eléctrica debido a determinadas razones físicas y químicas. Estas cargas generan un movimiento mecánico circular a medida que el planeta gira. Este movimiento mecánico circular de las cargas generará inevitablemente un campo magnético, que es la fuente del campo magnético del planeta. Hay dos puntos de vista inmaduros sobre el origen de la carga: uno es la captura desigual de partículas cargadas por el viento solar; el otro es el principio de la cerámica piezoeléctrica, que presiona la carga fuera del núcleo del planeta; la carga proviene del viento solar. Una vez capturadas estas cargas, deben distribuirse en un círculo determinado de la atmósfera exterior del planeta y deben moverse con la atmósfera alrededor del eje de rotación del planeta a medida que éste gira. Estos movimientos circulares de cargas producirán inevitablemente un campo magnético, que puede ser la fuente del campo magnético del planeta. Las dos cuestiones mencionadas en este punto de vista deben explicarse aquí: 1. ¿Por qué se distribuyen las cargas en la atmósfera exterior? 2. ¿Por qué los planetas capturan selectivamente ciertas cargas del viento solar? Pregunta 1: Basado en el sentido común, si un objeto tiene carga, estas cargas deben distribuirse alrededor del objeto debido a la repulsión. Asimismo, si el planeta lleva algún tipo de carga eléctrica, estas cargas se distribuyen en la periferia de la atmósfera del planeta debido a la repulsión, que es la atmósfera exterior. Pregunta 2: Creo que las cargas positivas y negativas del viento solar son iguales. ¿Cómo eligen los planetas qué partículas capturar? Basado en la electronegatividad de la materia (un concepto químico, diferente al de carga negativa), es decir, diferentes átomos tienen diferentes fuerzas con partículas cargadas. Por ejemplo, un átomo o molécula de oxígeno neutro podría interactuar electromagnéticamente con un electrón o un protón, pero la magnitud de la fuerza sería diferente en Venus, el único planeta del sistema solar sin campo magnético. El oxígeno es tan electronegativo que tiende a capturar un electrón en lugar de un protón. De manera similar, los átomos de potasio deberían tender a atrapar cargas positivas en lugar de cargas negativas. A juzgar por la composición material del planeta, el oxígeno representa el 49%, el silicio el 26% y la suma de otros elementos altamente metálicos es inferior al 20%, por lo que, en general, la proporción de elementos altamente electronegativos es relativamente alta. En la capa exterior del planeta, la atmósfera del planeta es una mezcla de varios elementos. Esto puede deberse a un desequilibrio en la proporción de materiales, lo que en última instancia conduce a la tendencia del planeta a atrapar cargas negativas. Por las razones mencionadas anteriormente, estas cargas negativas se concentran en la atmósfera exterior del planeta (posiblemente en la ionosfera). Cuando se mueven mecánicamente alrededor del eje de la Tierra con la rotación del planeta, inevitablemente producirán un campo magnético, que puede ser el campo magnético del planeta.

Si hay otro planeta con una composición material diferente a este planeta, puede tener una carga opuesta. Incluso si gira en la misma dirección que el planeta, es posible formar un campo magnético en la dirección opuesta al planeta. Asimismo, los planetas que giran en diferentes direcciones pueden desarrollar campos magnéticos que están en la misma dirección que el planeta. Por lo tanto, según los supuestos anteriores, la intensidad del campo magnético del planeta debería depender de varios factores, como la velocidad de rotación, el radio del planeta y el espesor de la atmósfera. Entonces, si se utiliza esta hipótesis, es muy consistente con los siguientes fenómenos: 1. ¿Por qué Venus casi no tiene campo magnético? 2. ¿Por qué los planetas de madera tienen fuertes campos magnéticos? Si seguimos el principio de la cerámica piezoeléctrica, la carga eléctrica sale del núcleo del planeta. En otras palabras, se puede decir que esta hipótesis es un desarrollo de la hipótesis 2. Es decir, en el supuesto de corriente constante del Supuesto 2, aunque se resuelve la fuente de carga, la fuerza impulsora de corriente constante no se puede resolver. Porque en teoría, mientras haya corriente en un anillo conductor superconductor, no se detendrá sin verse afectado por el mundo exterior, y además puede generar un campo magnético constante. Por tanto, este punto de vista teórico también se topa con un problema, es decir, existen superconductores, pero no existe una fuente de alimentación que les proporcione un voltaje adecuado, o que les proporcione una fuerza impulsora original de corriente. Si tomamos prestada esta hipotética fuente de carga, seguimos el principio de la cerámica piezoeléctrica. Estas cargas acumuladas se mueven mecánicamente en el campo magnético de la Tierra mediante la rotación del planeta, que puede ser la fuente del campo magnético del planeta. Dado que las cargas negativas se concentran en la periferia, la velocidad lineal de su movimiento circular con la rotación de la Tierra debe ser mayor que la velocidad lineal de las cargas positivas en el interior. El campo magnético generado es naturalmente más fuerte que el interno. Aunque el número de cargas positivas internas es básicamente igual al número de cargas negativas externas, debido a que están ubicadas en el interior y tienen un radio relativamente pequeño, su velocidad lineal con la rotación de la tierra debe ser relativamente pequeña, por lo que el campo magnético que generan debe ser menor que el campo magnético generado por las cargas negativas. Aunque la dirección del campo magnético es opuesta a la dirección producida por las cargas negativas, todavía no puede cancelar completamente el campo magnético producido por las cargas negativas. De esta forma, la suma vectorial de los campos magnéticos en las dos direcciones mostrará inevitablemente el campo magnético generado por la carga negativa que acompaña la rotación del planeta. La Tierra es uno de los ocho planetas del sistema solar y el mecanismo de su campo magnético debería ser el mismo.

[Editar este párrafo] Entiende el descubrimiento

A excepción del campo geomagnético, sólo existe un conocimiento preliminar esporádico sobre los campos magnéticos planetarios. Esta situación está cambiando rápidamente debido a los avances en la tecnología de exploración espacial. Hasta ahora se han explorado en el espacio los campos magnéticos de Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Mariner 10 descubrió que el campo magnético de Mercurio es mucho más fuerte que el de Marte y Venus. Los resultados de la detección también muestran que el momento magnético de Mercurio es de 5,2×1022 unidades electromagnéticas, que es menos de 1/1500 del momento magnético de la Tierra. La polaridad magnética de Mercurio es la misma que la de la Tierra y el momento dipolar apunta hacia el sur; el ángulo de intersección entre el eje magnético y el eje de rotación es de aproximadamente 12; la intensidad del campo ecuatorial es de 4 × 10-3 Gauss. Se ha demostrado que las interacciones entre el campo magnético de Mercurio estiran los campos de los anillos más externos de Júpiter, que son intrínsecos al propio planeta, pero las explicaciones de sus orígenes siguen siendo controvertidas. Hasta ahora, la exploración interplanetaria no ha encontrado evidencia suficiente para demostrar que Venus tiene un campo magnético inherente, pero solo se han encontrado ondas de choque del viento solar cerca de Venus. Esta configuración de la onda de choque puede explicarse por una colisión directa del viento solar con la parte superior de la atmósfera de Venus. Las turbulencias y los campos magnéticos de pequeña escala detrás de la onda de choque son el resultado de las interacciones entre el viento solar y Venus. En 1976, C.T. Rosso creía que un campo dipolar con un momento magnético de 1,4×1023 podría explicar mejor los datos de observación espacial obtenidos. Esta cuestión requiere más estudio. Las sondas interplanetarias "Marte" 2, 3 y 5 detectaron Marte y obtuvieron evidencia de que Marte tiene un campo magnético. El momento magnético es de 2,5 × 1022 unidades electromagnéticas, que es 1/3000 del momento magnético de la Tierra. La intensidad del campo magnético en el plano ecuatorial es de 0,6×10-3 Gauss; la polaridad del polo magnético es opuesta a la de la tierra, es decir, el momento dipolar apunta al ángulo entre el eje magnético y el de rotación; El eje es 15. Sin embargo, después de volver a analizar los datos de la exploración espacial en 1978, C. T. Russell concluyó que el campo magnético observado era simplemente un campo interplanetario comprimido alrededor de Marte. Por tanto, todavía no está claro si Marte tiene un campo magnético intrínseco. Entre los planetas boscosos se obtuvieron pruebas del campo magnético de Júpiter y de Saturno.

[Editar este párrafo] Campos magnéticos solares y planetarios

Comparados con los deslumbrantes y espectaculares anillos de Saturno, los tenues anillos de Júpiter pasan muy desapercibidos, pero debido a la asimetría de sus anillos exteriores Esto ha desconcertado a los astrónomos durante años. Ahora, los investigadores informan que un "tira y afloja" entre el poderoso campo magnético de Júpiter y los efectos solares ha deformado los anillos exteriores del planeta. El descubrimiento ayudará a cambiar la comprensión de las fuerzas que forman los anillos alrededor de Saturno y otros planetas. Es difícil encontrar los anillos de Júpiter en la Tierra.

En 1979, dos sondas estadounidenses "Voyager" volaron hacia Júpiter y los astrónomos descubrieron por primera vez los anillos de Júpiter utilizando la luz de la parte posterior del sol. Las observaciones muestran que el ancho de los anillos de Júpiter es de aproximadamente 6,5438+0,3 millones de kilómetros, lo que representa casi la mitad de los famosos anillos de Saturno. Otra diferencia entre los dos anillos planetarios es su forma. Saturno puede mantener la forma de los anillos de Saturno, mientras que los extremos más lejanos de los anillos de Júpiter se extienden hacia Encelado. Ahora, dos astrónomos creen tener la respuesta. Douglas Hamilton de la Universidad de Maryland y Harald Krüger del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg, Alemania, analizaron datos previamente enviados por la nave espacial Galileo de la NASA, que visitó brevemente los anillos de Júpiter antes de sumergirse en la atmósfera del planeta en 2003. Los investigadores informaron sobre los hallazgos en la edición del 1 de mayo de la revista británica Nature. Descubrieron que las partículas de los anillos del planeta se mueven lentamente alrededor de Júpiter, adquiriendo carga con la energía del sol. Luego, a medida que estas partículas caen en la sombra de Júpiter, el poderoso campo magnético del planeta las atrae en varias direcciones. El resultado final es alejar la órbita de la parte posterior de los anillos de Júpiter de Júpiter hasta llegar a Europa. Entonces, ¿por qué los anillos de Saturno no experimentan deformaciones similares? Esto se debe a que el campo magnético de Júpiter es 10 veces más fuerte que el de Saturno y la luz solar que llega a Júpiter es más fuerte que la de Saturno. El resultado final de estos dos efectos hace que el área de sombra de Júpiter sea aún más importante, explicó Hamilton. "Los científicos finalmente han descubierto el secreto de los anillos de Júpiter, y este descubrimiento es enorme", dijo el astrónomo de la Universidad de Cornell, Joseph Burns, miembro del equipo científico Cassini de la NASA. La sonda ahora está orbitando Saturno, y Burns espera encontrar algo similar. quizás sutiles: rasgos en los anillos. [1][2]

[Editar este párrafo] Algunas conclusiones sobre el campo magnético planetario

(1) El tamaño del campo magnético planetario es proporcional a la masa (densidad) y al radio del núcleo. Los valores calculados de la intensidad del campo magnético en las regiones polares de los planetas terrestres son básicamente consistentes con los valores medidos, lo que indica que la idea de * * * teoría del espín es correcta. Existen ligeras discrepancias entre los valores calculados y los valores medidos, incluidos Mercurio y Marte. El valor calculado de la intensidad del campo magnético de Mercurio es menor porque el valor estimado del radio del núcleo de Mercurio se calcula como dos a uno, que en realidad es cinco a uno. cuatro. Sin embargo, se estima que el radio del núcleo de Marte es 2:1, pero es mayor. Dado que la corteza de Marte es muy gruesa y la relación de radio entre núcleos es de 3:1, la intensidad del campo magnético calculada en las regiones polares de Marte es mayor que el valor medido. Después de la corrección, los valores calculados son básicamente consistentes con los valores medidos. (2) Los planetas similares a la Tierra son planetas en rotación con núcleos conductores de metales pesados. Todos "girarán y se electrificarán", produciendo diferentes cargas y formando diferentes potenciales en diferentes superficies de la superficie del núcleo para generar corrientes parásitas y fundirlas; núcleo externo en líquido. Mientras genera vórtices, el núcleo de la estrella también se filtra hacia el espacio, manteniendo al planeta similar a la Tierra como una esfera cuasi electrostática cargada negativamente. Debido a que la rotación en sentido antihorario de un planeta con carga negativa es equivalente a la rotación en el sentido de las agujas del reloj de la carga del campo magnético de un planeta con carga positiva, los campos magnéticos de Mercurio y Marte están en la misma dirección que el campo magnético de la Tierra. La polaridad de su campo magnético es: su N. El polo está en el polo sur del planeta, y las líneas del campo magnético tienen una relación de espiral derecha (con el pulgar apuntando al Polo Norte) con la dirección de giro desde el Polo Norte geográfico al Polo Sur dentro del planeta, y desde el Polo Sur. al Polo Norte en el espacio exterior del planeta. Venus gira en dirección opuesta, por lo que su campo magnético está en dirección opuesta al de la Tierra. (3) El tamaño del campo magnético del planeta es proporcional a la velocidad angular de rotación del planeta. Un planeta con una velocidad angular de rotación lenta tiene un campo magnético muy pequeño. Por ejemplo, el valor calculado de la intensidad del campo magnético de Venus es una milésima parte del valor de la Tierra y el valor medido es cero. La razón es que el planeta Venus, casi electrostático, con carga negativa, tiende a acumular iones metálicos con carga positiva fuera de la esfera. La atmósfera de Venus y el campo magnético de Venus que gira con Venus harán que los electrones cargados negativamente en la atmósfera que gira con Venus se dispersen en el espacio exterior bajo la acción de la fuerza de Lorentz. En cambio, absorbe y reúne iones cargados positivamente. Los iones metálicos cargados positivamente también tienen el efecto de proteger el campo magnético. La dirección del campo magnético de Venus es opuesta a la de otros planetas terrestres, por lo que no es fácil de detectar. (4) La dirección del campo magnético del planeta está relacionada con la estructura eléctrica del material y la dirección de giro del núcleo conductor metálico. Los campos magnéticos generados por la rotación planetaria del núcleo conductor de metal pesado y el núcleo de hidrógeno metálico (superconductor) están en direcciones opuestas. La dirección del campo magnético de un planeta tiene una fuerte influencia sobre las partículas de la atmósfera que siguen la rotación del planeta. Por ejemplo, los campos magnéticos de Venus, Júpiter y Saturno están en direcciones opuestas a los campos magnéticos de otros planetas terrestres. Los electrones cargados negativamente en la atmósfera que siguen la rotación de los planetas se dispersarán en el espacio exterior bajo la acción de. la fuerza de Lorentz.

En cambio, absorbe y reúne iones cargados positivamente. Por eso estos tres planetas tienen atmósferas densas. Debido a la gran cantidad de electricidad, aparecerán truenos y relámpagos en las atmósferas de planetas como Venus y Júpiter. Los hermosos anillos de Júpiter y Saturno también pueden ser el resultado de la fuerza de Lorentz provocada por los fuertes campos magnéticos de los dos planetas y la fuerza de la escalera de caracol de los dos planetas. [