據(jù)外媒報道，一項新研究追蹤了木星極光中壯觀的“紫外線風(fēng)暴”的生命周期，這些極光是由其衛(wèi)星木衛(wèi)一的帶電粒子產(chǎn)生的。 研究作者稱，這些“風(fēng)暴”由環(huán)繞木星兩極的橢圓形極光活動的黎明一側(cè)的增亮和擴大組成，其演變模式令人驚訝地讓人聯(lián)想到地球極地天空熟悉的極光，稱為極光亞暴。

新的研究是第一個跟蹤風(fēng)暴從它們在這顆巨大行星的黑夜一側(cè)誕生到它們的全面進化的研究。它于2021年3月16日發(fā)表在《AGU Advances》雜志上。

在“黎明風(fēng)暴”期間，木星安靜而有規(guī)律的極光弧會轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜而強烈明亮的極光特征。它在5-10個小時內(nèi)，從黑夜一側(cè)旋轉(zhuǎn)到黎明一側(cè)面，最終到白天一側(cè)，向太空發(fā)射數(shù)百到數(shù)千吉瓦的紫外線。這種巨大的亮度意味著至少有十倍以上的能量從磁層轉(zhuǎn)移到木星的高層大氣中。

此前，“黎明風(fēng)暴”只能從地球上的地面望遠鏡或哈勃太空望遠鏡上觀測到，而哈勃太空望遠鏡只能提供極光的側(cè)視圖，無法看到木星的夜間一面。朱諾號每隔53天就會沿著高度拉長的軌道圍繞木星運行，每一次運行都會使它正好在兩極之上。

"這是一個真正的游戲規(guī)則改變者，"來自列日大學(xué)的研究員和新研究的主要作者Bertrand Bonfond說。"我們終于找到了夜間發(fā)生的事情，黎明風(fēng)暴的誕生地。"

地球的磁層是由太陽流出來的帶電粒子形成的，稱為太陽風(fēng)。太陽風(fēng)的爆發(fā)將地球的磁場在地球的黑夜一側(cè)延伸成一條長長的“尾巴”。當(dāng)這條“尾巴”折回時，它將帶電粒子發(fā)射到黑夜一側(cè)的電離層中，這就出現(xiàn)了壯觀的極光。

新研究發(fā)現(xiàn)，木星上黎明風(fēng)暴的時間與太陽風(fēng)波動并不相關(guān)。木星的磁層主要是由其火山衛(wèi)星木衛(wèi)一逸出的粒子所構(gòu)成，然后這些粒子被木星的磁場電離并困在木星周圍。這兩個磁層的質(zhì)量和能量來源根本不同，導(dǎo)致極光通常看起來很不一樣。然而，朱諾號的紫外光譜儀所揭開的曙光風(fēng)暴，在研究人員看來卻很熟悉。

"當(dāng)我們觀察整個黎明風(fēng)暴序列時，我們不禁注意到木星的黎明風(fēng)暴極光與一種被稱為亞暴的地球極光非常相似。"該研究的共同作者、列日大學(xué)的科學(xué)合作者姚中華說。

亞暴是磁層尾部爆炸性重組的結(jié)果。在地球上，它們與太陽風(fēng)的變化和行星際磁場的方向密切相關(guān)。在木星上，這種爆炸性重組與源自木衛(wèi)一的等離子體的過度溢出有關(guān)。

這些發(fā)現(xiàn)表明，無論其來源如何，粒子和能量并不總是在行星磁層中順利循環(huán)。它們往往會累積到磁層崩潰，并在行星極光中產(chǎn)生類似亞暴的反應(yīng)。

"即使它們的來源是不同的，但首次展示了這兩個非常不同的系統(tǒng)之間的聯(lián)系，使我們能夠從每個行星特有的特殊性中識別出普遍現(xiàn)象，"Bonfond說。

關(guān)鍵詞： 木星 極光