難得一瞥木星上的兩個極光，就會發現它們在隨著不同的節奏跳舞
科學家們首次觀測到木星兩極同時出現的高能極光。他們發現，與地球上的北極光和南極光不同的是，木星上的這兩個極光的行為毫無相似之處。
透過對氣體巨極光的稀有觀測的研究，倫敦大學學院的William Dunn和Andrew Coates的科學家發現南北極光完全相互獨立地發光和消失。今天發表在《自然天文學》雜誌上的這一令人驚訝的發現，是瞭解木星極光背後究竟是什麼的一步，極光在兩極閃爍著看不見的X射線。
極光是行星磁場的特徵，它被認為是生命的關鍵，因為它們保護行星的大氣層不受從附近恆星吹來的沖刷風的影響。磁場出現在脈衝星、系外行星和褐矮星上，但木星離地球很近。因此，透過研究木星的極光和磁場，我們可以更好地瞭解遙遠星球上發生了什麼。
鄧恩說：“如果我們要在其他行星上尋找其他生命，那麼我們就要找到有磁場的地方。”在我們的太陽系中，瞭解北極光的訊號是什麼以及它們的含義是很重要的，因為希望在將來的某個時候，我們會在太陽系外的行星上研究這些訊號。”
在地球上，極光最為人所知的是當帶電粒子從太陽射出沿著地球磁力線落在我們的星球上時出現的綠光或紅光的發光帶。帶電粒子加速並粉碎成大氣中的氣體分子，產生光。但也有我們看不到的極光是由紫外線、紅外線或高能X射線構成的。科茨說，X射線極光可能在地球上微弱地出現。但它們在木星上特別強大。”“木星只是一個完全不同的野獸，”鄧恩說。
在木星上，帶電粒子被認為是從太陽和木星的小火山衛星木衛一吹進來的。高電荷的硫、氧和碳分子沿著行星的磁力線排列，就像磁鐵周圍的鐵屑。木星的超高速旋轉帶動了這些粒子的加速，這些粒子以幾十兆伏的能量撞擊大氣層。這些粒子剝離了大氣中已有的電子，併在此過程中釋放出高能X射線。”一切都在以一種超負荷的方式發生，”科茨說。
木星的方位意味著它南極的X射線極光很難被看到。但是在2007年5月24日和2016年6月1日的12個小時裡，錢德拉X射線天文臺和XMM牛頓太空望遠鏡在環繞地球的軌道上精確地處於同時觀測兩極的正確位置。
這一罕見的觀點揭示了兩極極光的表現不同：一個極光並不總是比另一個亮。這是令人驚訝的，萊斯特大學的天體物理學家Jonathan Nichols說，他沒有參與這項研究。尼科爾斯說，由於磁力線在兩極之間形成了一條連續的弧線，“你可以想象，影響北方極光的因素會影響南方極光。”。至少，地球上一般都是這樣。
更奇怪的是，雖然南極光每9到12分鐘就有一次有節奏的脈衝（以前人們看到它每40到45分鐘就有一次有規律的脈衝），但北極光更不穩定。有時，它每五到八分鐘就亮一次，但有時更不規則。兩個極光的亮度也不一樣，而且每一個脈衝都不同。
目前還不清楚極光為什麼會這樣，但鄧恩對造成南部X射線極光有節奏的脈衝有一些想法。Dunn說，太陽風可能會沿著木星的磁力線產生波浪，使沿著這些波浪衝浪的帶電粒子每隔11分鐘到達兩極。
美國宇航局的朱諾號宇宙飛船自2016年7月以來一直圍繞這顆氣體巨星執行，很快就能提供一些答案。探測器配備了探測磁場和帶電粒子的儀器，因此它可以告訴我們更多關於兩極的情況。”它為我們提供了一個有趣的問題來嘗試和解決，”尼科爾斯說。
尼科爾斯說：“重要的一點是：瞭解木星上發生了什麼，是弄清太陽系以外行星上發生了什麼的關鍵。”他說：“木星就像是太陽系外行星、褐矮星、脈衝星的類比，而脈衝星是我們無法到達的各種天體。”因此，如果我們能理解木星的磁場，那麼我們就能理解這些不同種類的天體。”
- 發表於 2021-06-22 00:40
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