来自美国宇航局朱诺号宇宙飞船的数据显示,微弱的极光特征很可能由来自木星巨大磁层边缘的带电粒子触发。
(图片来源:NASA/SWRI/JPL-Caltech/SwRI/V. Hue/G. R. Gladstone/B. Bonfond)
阿拉斯加天空中的闪烁的北极光在木星上也有着更加狂野的表亲——它们更大,更奇异,并且现在与一项帮助科学家更好地了解空间天气的发现联系在一起。
根据明尼苏达大学双子城分校的研究人员领导的一项研究,我们太阳系中最大的行星上的这些“外星极光”揭示了一种以前未知的等离子体波。这一发现可以帮助科学家更好地了解其他世界的极光,以及磁场如何保护行星,包括地球,免受来自恒星的有害辐射。
可见,它们在夜空中呈现出绿色和蓝色的带状。然而,木星的极光要强大得多;如果没有探测紫外线或红外线的仪器,我们也是看不到的。
NASA的朱诺号宇宙飞船自2016年以来一直在绕木星轨道运行,最新的关于木星极光的发现要归功于它。朱诺号沿着行星两极的一条长而弯曲的路径飞行,其轨道旨在最大限度地减少探测器暴露在木星强烈的辐射带中的时间,同时仍能让它的仪器捕获详细的测量结果。这包括射电和等离子体波科学实验(Waves),它可以“监听”带电粒子在等离子体中与木星磁场相互作用时产生的电磁信号。
“凌日号已经为我们提供了关于极光的一些信息,但朱诺号是第一个绕木星极轨道运行的宇宙飞船,”明尼苏达大学物理和天文学助理教授,该研究的共同负责人说。
等离子体通常被称为物质的第四种状态,当原子被如此激发以至于分解成电子和离子的混合物时,就会形成等离子体。根据声明,这种带电材料像流体一样流动,但也会对磁场产生强烈反应。在木星周围,它是太阳系中磁性最强的行星,等离子体的行为方式在地球上是找不到的。
通过研究朱诺号的测量结果,Sulaiman和他的团队发现,木星极地环境中的等离子体密度非常低,而磁场非常强,这意味着波的振动频率异常低。这项新研究报告称,这创造了一种全新的波型——它开始时就像一个熟悉的阿尔芬波,但在木星的极端条件下,它会转变为被称为“朗缪尔模式”的波。