发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家猜测，木卫三之所以拥有与其星体大小不相称的强大磁场，是因为木星所产生的强大潮汐效应，不断拉伸挤压星体，物质相互摩擦后加热熔化含铁核心，并产生对流驱动磁场，但是对于详细的运作过程其实并不瞭解。近期研究团队为了证实目前所认可的核心动力学模型之一：「铁雪」理论，是否为真，发展出一套新的实验，试图观察并验证此模型的正确性与可能性。

　　铁雪理论类似于在液态铁质核心环境内的「大气模型」，液态铁在核心外层与地函交界处冷却，形成铁质的「雪花」结晶之后，向内逐渐落下熔化后回中心。换句话说，木卫三的核心是颗受到木星引力的摇晃和搅拌的液态金属铁雪球。

图说：木卫三核心的铁雪理论示意图，液态铁在核心外层与地函交界处冷却产生铁的｢雪花结晶」，落向中心时搅动液态铁，产生强大且不断变动的磁场。图片来源：Science Alert

　　为了证实上述说法的可能性，研究团队设计了新的实验来进行验证。他们在一缸水的底部注入一层咸水，代表木卫三的地函，表层注入一层淡水，代表木卫三的中心处。由于冰晶的密度比水低，但是铁结晶的密度比液态铁高。所以就可由密度比较高的咸水代表与外核外层接触的地函，密度低的淡水代表中心处。接下来将咸水层降温，团队观察到下层与咸水交界处开始形成雪花冰晶，但并不是稳定地产生，而是到达过冷状态，也就是降温至冰点以下时，就会突然出现一团雪花向上浮起，然后暂停一段时间，直到咸水层附近的温度再次降至冰点以下，才会再释放出另一团雪花。

　　这种具有周期性，但是零星出现且位置不固定的过程，对星体的磁场产生重大影响。木卫三的铁雪结晶团会间歇性地出现，并分布在整个核心的不同地方。结果将是产生一个不断变化和变动的磁场，随着时间推移，磁场会增强、减弱和改变形状。科学家们推论，这种核心对流与产生磁场的方式，很可能会普遍地出现在所有较小星体的核心，包括体积稍大一些且拥有熔融金属核心的小行星、月球、水星，甚至火星等。至于地球这类较大星体的核心，由于包含不同金属成分的密度分层，所以地核中的金属往往会在密度分层的交界处凝固，并在往侧向飘移时熔化。而从地核最外侧直接落向中心，并不属于主要的对流模式。（编辑/台北天文馆蔡承颖）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家利用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA）探测到一个遥远星系的磁场，它的光经过了110多亿年才到达我们这里，我们看到的是宇宙刚诞生25亿年时的样子，这为了解像我们银河系这样的星系其磁场是如何形成的提供了重要的线索。

图说：影像中显示遥远的9io9星系中磁场方向，9io9内的尘埃颗粒在某种程度上与星系的磁场对齐，因此，它们会发出偏振光，这表示光波会沿着一个偏好方向而非随机振荡。ALMA侦测到此偏振讯号，天文学家可以根据此讯号计算出磁场的方向，此处显示的是叠加在ALMA影像上的曲线。图片来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.

　　宇宙中的许多天体都有磁场，无论是行星、恒星或是星系。研究人员表示我们银河系和其他星系都充满了磁场，横跨数万光年，尽管它们对于星系的演化至关重要，但我们对这些磁场的形成过程却知之甚少。目前还不清楚星系中的磁场在宇宙生命周期的早期是如何形成的，以及形成的速度有多快，因为到目前为止，天文学家只绘制了离我们较近星系的磁场。现在，利用ALMA研究团队在遥远的星系中发现了一个完全形成的磁场，其结构与在附近星系中观察到的类似，这个磁场比地球磁场弱约1,000倍，但范围超过了16,000多光年。这项发现为我们提供了关于星系尺度的磁场是如何形成的新线索，在宇宙历史的早期观测到完全发展的磁场，表示跨越整个星系的磁场可以在仍在生长的年轻星系时期迅速形成。

图说：这张红外线影像显示遥远的星系9io9，可以看到它是一条围绕着明亮的附近星系弯曲的微红色弧线。这个附近的明亮星系就像一个重力透镜，它的质量使周围的时空发生了弯曲，因此扭曲了背景中来自9io9星系的光线。此彩色影像是由欧南天文台（ESO）位于智利的可见光和红外巡天望远镜（VISTA），和位于夏威夷的加法夏望远镜（CFHT）拍摄的红外线影像组合而成。图片来源：ESO/J. Geach et al.

　　研究团队认为，早期宇宙中强烈的恒星形成可能在加速这些磁场的发展中发挥了作用。此外，这些磁场反过来也会影响后代恒星的形成过程，这一发现打开了了解星系内部运作的新窗口，因为磁场与形成新恒星的物质有关，为了进行这项探测，团队在遥远星系9io9中寻找尘埃颗粒发出的光。星系中充满了尘埃颗粒，当存在磁场时，这些颗粒会对齐，并且发出的光会发生偏振。这表示光波会沿着一个偏好方向而非随机振荡。当ALMA侦测到并绘制来自星系9io9的偏振讯号时，首次证实了非常遥远的星系中存在磁场，天文学家可以根据此讯号计算出磁场的方向。研究人员表示任何其他的望远镜都无法做到这一点，希望透过这次和未来对遥远磁场的观测，能解开这些基本的星系特征是如何形成的谜团。相关研究成果发表于《自然》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：SciTechDaily

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　虽然宇宙是电中性的，但原子可以经由游离作用将带着正电的原子核及带负电的电子分开，而这些电荷加速时就会产生磁场，大尺度磁场的常见来源之一是星际间电浆与其内部的碰撞所致，这也是银河系磁场的主要来源之一。

图说：对宇宙网间不同的观测图，由左至右分别为气体、电磁波、磁场、三者合成。

　　但磁场在更大的尺度中也应该存在，宇宙物质分布在一个被称为宇宙网的结构中，巨大的超星系团被贫瘠的空洞所隔开，如同肥皂水所形成的大量泡泡那样，形成了一个宇宙物质网。宇宙网的大部分都是游离的，因此也应该会产生虽微弱但巨大的星系间磁场，至少理论上应该是这样，近期一个研究团队首次发现了宇宙间最大尺度磁场——「宇宙网磁场」。

　　事实上我们并无法直接探测到数十亿光年外的磁场，科学家透过磁场对带电粒子的影响从而观测到它们，当电子或其它粒子沿着磁场线旋转时，它们会发出无线电波。借由这个观测方法，天文学家可以描绘出银河系的磁场，而宇宙网的无线电波更微弱，几乎不容易被察觉，也容易被其它附近的星系干扰。为了克服这个难关，研究团队专注于无线电偏振光，这是具有特定方向的无线电波，由于不同的星系或星团，偏振的方向也会有所不同，因此研究团队可以更容易地从这些多如牛毛的无线电讯号中筛查出属于宇宙网的部分。

　　此一结果证实了宇宙网磁场的存在，同时也证明了星系间存在碰撞冲击波的观点，这些冲击波曾在电脑模拟宇宙结构中出现，而这意外地成为了此观点的有力证据，该篇论文发表在《科学进展》（Science Advance）上。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Universe Today

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　在最近一次SpaceX公司天龙号太空船对国际太空站的补给任务中，有一项特别的科学酬载，是由比利时哈瑟尔特大学的一组学生所开发的实验装置“Oscar-Qube”，全名为Optical Sensors Based on Carbon materials: Quantum Belgium，是利用人工钻石打造的光学传感器，将在离地400公里的高度绘制地球磁场。

　　天龙号太空船CR23已经成功抵达国际太空站，欧洲太空总署的太空人Thomas Pesquet协助设置了Oscar-Qube。在国际太空站上有个针对教育与商业用途打造的服务平台“ICE Cubes”，让大家能在国际太空站上以微重力运行他们的实验，应用的领域包括药物开发、微生物学、材料科学、3D列印及艺术。Oscar-Qube便是透过ICE Cubes的服务进行他们的实验。

　　Oscar-Qube将会利用一种新型的磁力计，该磁力计基于人工钻石结构当中“Quantum sensing”的能力，这意味着它具有高灵敏度以及奈米级的精度，反应时间少于100奈秒。

　　这个由学生团队打造的实验如果成功，将以无与伦比的精度绘制地球磁场。Oscar-Qube会在国际太空站停留10个月的时间，在这期间团队将在地面持续管理与监控Oscar-Qube。（编译/台北天文馆虞景翔）

Oscar-Qube利用国际太空站上的ICE Cubes服务进行太空实验。

资料来源：Phys.org

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　火星与地球不同的是，没有一个全球磁场来保护它免受太空恶劣天气的影响，但它确实有一些局部感应磁场。

　　现在，研究人员能够绘制出令人难以置信、详细的电流分布图，这些电流是火星能形成感应磁场的原因。它使科学家更加了解火星在数十亿年中如何失去大部分的大气层，以及现今太阳风与火星磁层之间如何产生相互作用。

　　来自科罗拉多大学的行星科学家Robin Ramstad说，这些电流和火星大气逸散有很大关联，大气逸散使火星从本来可以维持生命的世界变成了荒凉的沙漠。

　　我们正致力于分析这些电流来研究从太阳风中获取多少能量，并为大气逸散提供多少动力。

　　研究小组分析了来自火星大气与挥发物演化任务探测器（简称MAVEN）的五年数据，绘制出电流分布图，显示出电流在火星周围形成了一个嵌套的双环结构，并环绕着火星的白天和黑夜。

美国NASA的MAVEN探测器进入火星轨道5年后，利用该任务的观测资料绘制出火星大气的电流分布图。

　　基于三年前MAVEN发现的这颗行星独特的磁尾，科学家发现这些电流与太阳风相互作用，导致太阳风包围火星，并像篮球周围的意大利面一样围绕火星流动。

　　Ramstad说，火星大气层的行为有点像闭合电路的金属球。电流在高层大气中流动，最强的电流层持续存在于行星表面上方120-200公里。该研究于5月25日发表在自然天文学期刊（Nature Astronomy）上。（编译/台北天文馆吴典谚）

资料来源：Science Alert