최근의 발견들은 어떻게 작은 행성들이 자급자족하는 자기장을 가질 수 있는지에 대한 의문을 제기합니다. 지구의 지구 자기장은 행성의 표면 거의 3,000 킬로미터 아래에 위치한 금속 중심부에서 생성됩니다. 이는 최소 35억 년 동안 지구에 존재해왔으며, 다른 행성과 별, 그리고 천체가 어떻게 형성되었을지에 대한 단서를 제공합니다. 과학자들이 행성 역사에 관하여 진행 중인 연구에서, 이 자기장이 어떻게 작용하는지에 대한 과정을 설명하기 위해 사용하는 한 가지 아이디어는 다이나모 이론입니다.
원리
다이나모 이론은 거대한 다이나모(자기장 발생기)가 행성이 식을 때 계속해서 움직이는 지구의 외핵 안에 존재한다는 개념입니다. 지구의 외핵에서 전하를 가진 물체가 이동할 때 전류를 발생시킵니다. 이 과정을 통해 움직이는 유체의 에너지, 즉 로렌츠 힘은 수십억 년 동안 유지될 수 있는 자기장으로 전환됩니다. 로렌츠 힘은 속도와 전하량에 비례합니다.
의의
지구, 달, 화성, 그리고 한때 소행성들과 같은 행성체들이 자기장을 가지고 있거나 가지고 있었다는 것을 아는 것은 그들의 역사와 내부 구조를 이해하는 데 중요합니다. 벤자민 바이스에 따르면, 물체 내부에 자기장이 존재한다는 것은 내부에 금속 코어가 형성되어 있다는 것을 의미한다고 합니다. 그러한 자기장을 파악하는 것은 표면 아래 깊은 곳에 묻혀 있는 금속 핵을 원격으로 감지할 수 있는 몇 안 되는 방법 중 하나입니다.
행성체의 파편이나 바위가 자화되면 몸체는 내부로 가라앉아 금속 핵을 형성하고, 표면으로 떠내려와 암석 지각이 형성되는 대규모 용융을 겪습니다. 이 과정은 행성의 역사를 알려줍니다. 그렇지 않으면, 그것은 그냥 우주 먼지 더미가 될 것입니다.
과거에 행성이 자기장을 생성했는지를 결정하는 것은 중심핵의 존재를 추론하는 데 중요할 뿐만 아니라, 행성체의 기원과 심지어 그 몸에 대한 기후 변화의 역사에 대해 배우는 데도 중요할 수 있습니다. 예를 들어, 화성에는 오늘날 핵심 다이나모에 의해 생성된 자기장이 없지만, 바이스와 동료들은 화성 암석에서 자성을 발견했습니다. 이것은 화성에 수십억 년 전에 강력한 지구장이 있었다는 것을 나타냅니다. 이 초기 다이나모의 소멸은 화성이 초기의 두꺼운 대기, 따뜻하고 습한 기후를 잃고 현재의 춥고 사람이 살 수 없는 환경으로 변화한 것과 대략 일치하는 것으로 보입니다.
또 다른 발견
과학자들이 달과 고대 운석의 자화된 암석과 수성의 활동적인 다이나모 장을 발견하면서, 다이나모 이론에 대한 이해가 복잡해졌습니다. 더 작은 물체들은 더 빨리 냉각되고, 따라서 액체 형태로 오래 머물지 않는 금속 핵을 가질 가능성이 높기 때문에 다이나모를 가질 수 없다고 생각되어 왔지만 현실은 그렇지 않은 것이었습니다. 2008년, 바이스를 포함한 MIT 연구진은 미행성이라고 불리는 작고 암석인 물체로부터 45억 년 전에 암석 행성을 형성했다고 믿어지는 덩어리의 자기 흔적을 발견했습니다. 미행성들은 중심핵 다이나모를 형성하기에는 너무 작았습니다. 바이스에 따르면, 이 발견은 지구의 자기장이 끊임없이 액체를 움직이고 전류를 만들어내는 크고 냉각된 중심핵을 필요로 하지 않을 수도 있으며, 미행성 같은 작은 물체의 중심핵에 의해 어떻게든 생성될 수도 있다는 것을 시사합니다.
