人们首次观测到木星神秘极光风暴的产生

人们首次观测到木星神秘极光风暴的产生

首页角色扮演黎明风暴手机版更新时间:2024-04-22

就像地球有壮观的极光一样,太阳系的其他行星也有自己版本的大气光秀。

事实上,木星拥有太阳系中最强大的极光——我们肉眼看不见,但却在紫外线波长下发出明亮的光芒。

由于木星与地球的差异如此之大,科学家们投入了大量精力来研究是什么导致了这些令人难以置信的大气现象——他们刚刚得到了新的线索。多亏了朱诺轨道飞行器,我们现在第一次观测到了木星黎明神秘极光风暴的开始。

木星的极光是由大量的高能电子形成的,这些电子大部分是从木卫一的大气层中剥离出来的。它们沿着磁场线加速到达木星的两极,在那里它们会坠落到上层大气中,与气体相互作用产生辉光。

这与地球上的极光不同,地球上的极光是由太阳风粒子产生的。同样与地球的极光不同的是,木星的极光是永久的,并且会表现得非常不同。

其中一种行为是黎明风暴,即极光在黎明时的强烈亮化和展宽,首次观测是在1994年。然而,这些黎明风暴开始于北极的夜晚一侧,直到美国宇航局的朱诺探测器到达现场,我们才看到它们的形成。

比利时Liège大学的天文学家伯特兰·邦方德解释说:“从地球上观察木星极光,你只能看到它的边缘,看不到木星两极的夜晚一面。”

“其他航天器——旅行者号、伽利略号、卡西尼号——的探索都是从相对较大的距离进行的,并没有飞过两极,所以它们无法看到完整的画面。这就是为什么朱诺的数据是一个真正的游戏规则改变者,让我们更好地了解在夜晚发生了什么,黎明风暴诞生的地方。”

黎明的风暴真了不起。它们从木星的夜晚一侧开始,在黎明时分旋转进入视野,将木星的极光转变成炽热的紫外线灯塔,发出成百上千亿瓦的光——比通常的木星极光至少多10倍的能量。它们会持续几个小时,然后才会恢复到正常的能量水平。

因为这两颗行星的极光差异很大,所以产生黎明风暴的过程被认为与地球上看到的任何极光过程都不一样。然而,令人惊讶的是,来自朱诺号紫外光谱仪的数据看起来非常熟悉。

Liège大学的天文学家姚中华说:“当我们观察整个黎明风暴序列时,我们不禁注意到,木星的黎明风暴极光与一种被称为亚风暴的陆地极光非常相似。”

地球上的极光亚暴非常壮观。当地球的磁层被电流干扰时,就会发生这种现象,导致能量爆发性地释放到电离层。在那里,能量被耗散成一个复杂的、跳舞的极光,可以持续几个小时。

亚暴受到太阳风和行星际磁场方向的强烈影响。但是地球的磁层是由与太阳风的相互作用控制的;木星充满了从木卫一剥离出来的等离子体,这是由行星的位置控制的。

根据研究小组的分析,木星黎明的极光风暴受到木卫一等离子体溢出的影响,而不是太阳风的影响;但结果是一样的,磁层的扰动导致能量的爆炸性释放。

在这两种情况下,等离子体和能量的积累逐渐增加了系统的不稳定性,直到爆发极光风暴。

这只会增加我们对这两颗行星上的极光过程的了解,并在未来帮助我们更好地了解其他天体上的极光——包括棕矮星,它们的极光足够强,可以在星际空间中探测到,即使它们离恒星很远。

姚说:“尽管地球和木星上极光的‘引擎’非常不同,但这是第一次显示了这两个系统之间的联系,使我们能够识别普遍现象,并将它们与每个行星的特殊性区分开来。”

“地球和木星的磁层通过非常不同的机制储存能量,但当积累达到临界点时,这两个系统以惊人相似的方式释放这种能量。”

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