外太空的指南针指向哪里？

在地球上，地球的磁场将指南针指向北方，但在太空中，情况有点复杂。

在地球上，指南针是一个重要的工具。 800 多年来，指南针为人类提供了恒定的参考点，使我们能够成功导航到地球的最深处。

但我们人类已经开始走向更远的地方，进入寒冷的太空深渊。指南针在地球之外是否仍然有用：如果是，它会指向哪里？

马里兰州美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家贾里德·埃斯普利 (Jared Espley) 告诉《生活科学》杂志：“太空中的罗盘将根据你在太空中的确切位置来测量不同的东西。”从技术上讲，指南针在太空中仍然可以工作，但它不一定会将你指向地球。相反，它会指向相对于指南针在太空中的位置而言最强的磁场的北极。

地球上的指南针会对地球的磁场做出反应。指南针本身是一块磁铁，它的北极自然地与地球磁场的南极对齐。 磁场是由流经地球熔融金属核心的电流产生的，该核心旋转到称为地球发电机的发动机中。地球是太阳系中唯一拥有如此强磁场的岩石行星。

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据NASA称，该磁场从行星面向太阳的一侧约 23,000 英里（37,000 公里）处冒出，并在行星后方至少 230,000 英里（370,000 公里）处移动。行星周围由行星磁场主导的区域被称为磁层。

想要使用指南针返回地球的宇航员可能需要处于这个磁层内，以便指南针记录地球的磁场。然而，磁场并不是一个特别严格的边界。埃斯普利说：“即使在经典磁层之外，你会说地球磁场占主导地位或引人注目，你仍然可以探测到很远的东西。”

来自月球岩石的证据表明，月球曾经有磁场，但这颗天然卫星的内核此后速度减慢和冷却，导致其失去了地球发电机。而且，和月球一样，太阳系中的其他天体现在也缺乏强大的磁场。例如，大约39亿年前，火星的地球发电机神秘地减慢了速度，其磁场急剧减弱，最终导致其大气层消失。

但即使这些天体的行星磁场没有完好无损，站在月球或火星上的宇航员仍然会接收到一些磁信号。埃斯普利说，这就是地壳磁场，外地壳上的岩石仍然保留着地球古老的地球发电机的证据。

在太阳系的所有行星中，指南针最有可能指向木星。这是因为木星的磁层很大。据NASA称，木星磁层是太阳系中最大的结构，宽 1200 万英里（2100 万公里）。这个巨大的磁层是由行星的金属氢核心产生的，目前正在由朱诺号航天器进行研究，以更好地了解磁场是如何产生的。

但如果宇航员不在行星的磁层内怎么办？大部分空间看起来都是空的。但在我们的太阳系内，有一个磁层使所有其他磁层相形见绌：太阳的磁层。

“如果你处于行星之间这个典型的深空真空中，[指南针]主要用来测量来自太阳风的磁场，”埃斯普利说。

太阳的磁层，称为日光层，从恒星螺旋上升，延伸范围是冥王星的三倍。据国家磁场实验室称，这是因为太阳的太阳风在进入太阳系时携带着微弱的磁场。

直接作用在太阳上的磁场也相当混乱，这可以从太阳日冕环的图像中看到。这些等离子体拱形结构遵循太阳的磁场线，当太阳达到其太阳活动极大期（其活动的高峰期）时，这些磁力线会变得更大、更复杂。据Space.com称，它是如此复杂，以至于恒星的真正的北方和南方开始变得有点模糊，并最终交换位置。

最终，依靠“向上”和“向下”来校准的传统指南针在太空中作为导航工具是毫无意义的。有一些市售的“3D”罗盘理论上可以将您指向太空中的磁北。然而，它们仍然不一定会将你指向地球——只会指向最接近的磁场。

然而，强大的指南针（称为磁力计）在太空中很有用，但不适用于导航。美国宇航局利用这些仪器来更多地了解太空中的等离子体相互作用，并发现数十亿年前死亡的古老地球发电机的迹象。 “测量磁场对于了解行星内部正在发生的事情非常有用，”埃斯普利说。