來自美國宇航局朱諾號宇宙飛船的數據顯示,微弱的極光特征很可能由來自木星巨大磁層邊緣的帶電粒子觸發。
(圖片來源:NASA/SWRI/JPL-Caltech/SwRI/V. Hue/G. R. Gladstone/B. Bonfond)
阿拉斯加天空中的閃爍的北極光在木星上也有著更加狂野的表親——它們更大,更奇異,并且現在與一項幫助科學家更好地了解空間天氣的發現聯系在一起。
根據明尼蘇達大學雙子城分校的研究人員領導的一項研究,我們太陽系中最大的行星上的這些“外星極光”揭示了一種以前未知的等離子體波。這一發現可以幫助科學家更好地了解其他世界的極光,以及磁場如何保護行星,包括地球,免受來自恒星的有害輻射。
可見,它們在夜空中呈現出綠色和藍色的帶狀。然而,木星的極光要強大得多;如果沒有探測紫外線或紅外線的儀器,我們也是看不到的。
NASA的朱諾號宇宙飛船自2016年以來一直在繞木星軌道運行,最新的關于木星極光的發現要歸功于它。朱諾號沿著行星兩極的一條長而彎曲的路徑飛行,其軌道旨在最大限度地減少探測器暴露在木星強烈的輻射帶中的時間,同時仍能讓它的儀器捕獲詳細的測量結果。這包括射電和等離子體波科學實驗(Waves),它可以“監聽”帶電粒子在等離子體中與木星磁場相互作用時產生的電磁信號。
“凌日號已經為我們提供了關于極光的一些信息,但朱諾號是第一個繞木星極軌道運行的宇宙飛船,”明尼蘇達大學物理和天文學助理教授,該研究的共同負責人說。
等離子體通常被稱為物質的第四種狀態,當原子被如此激發以至于分解成電子和離子的混合物時,就會形成等離子體。根據聲明,這種帶電材料像流體一樣流動,但也會對磁場產生強烈反應。在木星周圍,它是太陽系中磁性最強的行星,等離子體的行為方式在地球上是找不到的。
通過研究朱諾號的測量結果,Sulaiman和他的團隊發現,木星極地環境中的等離子體密度非常低,而磁場非常強,這意味著波的振動頻率異常低。這項新研究報告稱,這創造了一種全新的波型——它開始時就像一個熟悉的阿爾芬波,但在木星的極端條件下,它會轉變為被稱為“朗繆爾模式”的波。