天王星磁场为何歪了40年 答案在深处

太阳系里最怪异的磁场悬案有了新解释。1986年1月和1989年8月，旅行者2号先后飞掠天王星和海王星，发现了两颗行星「歪得离谱」的磁场：天王星的磁场轴相对自转轴偏转59度，磁中心也不落在行星核心上，而是悬在三分之二深处；海王星同样紊乱，偏转47度。作为对照，地球磁场只偏11度，而且稳定得像一台精密发电机。

过去四十年各种猜想轮番登场。天王星整个星球以97度的倾角「躺着」绕太阳公转，主流假说认为远古一次天体撞击把它撞翻——顺便也把磁场撞歪了。但这个解释有个致命漏洞：海王星没挨过撞，磁场却同样歪。原因必须是两颗冰巨星内在共有的东西。

美国和英国科学家组成的新团队用计算机模拟找到了答案。研究牵头人、德州大学奥斯汀分校的Chi Yan解释说，冰巨星内部深处压力和温度极其惊人，足以把水分子拆散成离子，物质随深度增加导电性越来越强——这正是产生扭曲磁场的温床。模拟结合旅行者2号的实测数据，成功复现了两颗行星的怪异磁场结构：磁场形态与内部对流和温度的变化共同演化。

更有意思的是，这场演化可能还没结束。模拟显示冰巨星的磁场在短短几十年内就能大幅摆动。「地球磁倾角50年只漂移1度左右，」Yan说，「而我们的模型显示，冰巨星在某些时期几十年内能摆动几十度，在另一些时期又几乎不动。」也就是说，旅行者2号40年前测到的可能只是它们磁场的一个历史瞬间。

想验证这个模型得等新的探测器：NASA已把重返天王星的任务列为2040年代初的优先项目，中国天问四号计划2029年发射，借木星引力弹弓投放一颗小探测器飞往天王星。在那之前，科学家打算用詹姆斯·韦伯望远镜观测两颗行星的微弱红外极光——极光位置正是磁场变化的晴雨表。论文11月3日发表于《通讯物理学》。

编译自 Space.com，原标题："Uranus has a weird magnetic field that's stumped scientists for 40 years — we may finally know why"