发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）探测到一颗棕矮星，名为W1935，距离我们47光年，它发出甲烷红外线辐射，这可能是由于其高层大气中的能量所造成，而产生这种辐射的高层大气加热与极光有关。

图说：艺术家对棕矮星W1935的想象图。图片来源：NASA / ESA / CSA / L. Hustak, STScI

　　地球上，极光是太阳吹向太空的高能粒子被地球磁场捕获后产生，它们沿着地球两极附近的磁场线进入大气层与气体分子碰撞，产生绚丽、舞动的光幕。木星和土星也有类似极光的过程，除了与太阳风的相互作用，也会从附近的活跃卫星如木卫一（Io）和土卫二（Enceladus）获得。天文学家表示对于像W1935这样孤立的棕矮星来说，缺乏恒星风来促进极光过程，并解释高层大气中甲烷排放所需的额外能量是一个谜。因此研究团队利用韦伯观测了12颗冷棕矮星样本，其中包括W1935（由参与Backyard Worlds Zooniverse计划的公民科学家Dan Caselden发现的天体）和W2220（使用NASA广域红外线巡天探测卫星发现的天体）。韦伯细致的细节发现W1935和W2220在成分上几乎相同，还具有相似的亮度、温度及水、氨、一氧化碳和二氧化碳的光谱特征。在韦伯灵敏独特的红外线波长下观察到明显的例外是W1935出现甲烷的发射，而W2220却没有观察到预期的吸收特征。研究人员表示我们预期会看到甲烷，因为甲烷遍布在这些棕矮星上，但却恰恰相反，甲烷并没有吸收光，而是在发光。这到底是怎么回事？为什么这个天体会释放出甲烷？

　　天文学家使用电脑模型来推断发射背后的原因，模拟显示W2220在整个大气层中的能量分布符合预期，随着高度的增加而变冷。而W1935的结果却出乎意料之外，最佳的模型支持逆温，即大气随着海拔的增加而变暖。研究人员表示这种逆温现象确实令人费解，我们曾在附近有恒星的行星上看过这种现象，恒星可以加热平流层，但在一个没有明显外部热源的天体上看到这种现像是疯狂的。为了寻找线索，研究人员把目光投向了我们太阳系的行星，气态巨行星可以作为在47光年外W1935大气层中所看到情况的代表。科学家意识到逆温现像在木星和土星等行星上非常突出，目前仍努力了解其平流层加热的原因，但太阳系的主要理论涉及极光的外部加热和来自大气层深处的内部能量传输（前者是主要解释）。研究该团队称W1935是太阳系外第一个具有甲烷发射特征的极光候选者，也是太阳系外最冷的极光候选者，有效温度约为摄氏200度。

　　在太阳系中，太阳风是极光过程的主要贡献者，木卫一和土卫二等活跃卫星分别在木星和土星等行星上发挥作用。W1935完全缺乏伴星，因此恒星风无法促成这种现象，至于一颗活跃的卫星是否会在W1935上的甲烷排放中发挥作用，目前还不得而知。研究人员表示透过W1935，我们现在有了一个太阳系现象的壮观延伸，但却没有任何恒星辐射来帮助解释。有了韦伯我们就可以真正揭开其化学反应的神秘面纱，并了解太阳系之外的极光过程可能有多么相似或不同之处。相关研究成果发表于American Astronomical Society第243届会议上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家检测到无线电波爆发，这是第一次探测到太阳上的极光讯号，这些讯号来自于电子通过太阳黑子在太阳表面加速所产生。太阳极光发生在太阳黑子上空约40,000公里之处，太阳黑子是太阳表面上因磁力扭曲而形成的暗斑。

图说：艺术家对太阳表面类似极光的想象。图片来源：Sijie Yu

　　虽然天文学家能够从其他遥远的恒星接收到类似极光的讯号，但这是第一次从太阳本身观测到。研究人员指出该讯号与通常持续数小时或几分钟的瞬时电波爆发截然不同，而这项发现可能会改变目前对恒星磁性过程的理解。地球上的极光是太阳带电高能粒子与地球大气层中的原子碰撞造成的发光现象，当太阳黑子周围的磁场在自发性断裂前联结时，会发生闪焰和日冕巨量喷发。天文学家将电波望远镜指向特定的太阳黑子时发现了太阳极光，并认为这是由闪焰电子沿着强大的太阳黑子磁场线加速产生。研究人员表示这与在地球上观察到的极光不同，在太阳黑子上观察到的发射频率从数十万kHz到约一百万kHz，直接源于太阳黑子的磁场是地球磁场的数千倍。

　　这项新发现可以为研究太阳活动提供新的方法，研究团队也开始检查档案数据，以便发现太阳极光早期隐藏的证据。他们正在开始拼凑磁场和能量粒子如何在一个具有长期星斑的系统中相互作用的谜题，而这不仅适用于太阳，也适用于太阳系以外的恒星。相关研究成果发表于《自然·天文学》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：The Science Times

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　科学家从近20年的数据中终于证实天王星北部地区有红外线极光的存在，这项发现或许还能解释为什么这颗行星距离太阳如此之远，温度却比它应有的温度高得多。包括天王星在内的所有气态巨行星的温度若仅在受到太阳的加热下，都比模型预测的温度高出摄氏数百度。为什么这些行星比预期的温度高得多？有一种理论认为高能极光是造成此现象的原因，它产生热量并将热量向下推向磁赤道。高能粒子通常沿着磁力线向行星加速，并与粒子（通常是行星大气层中的粒子）发生相互作用，当它们落在行星上时，就会产生极光。尽管它们在不同的星球上看起来会有很大的不同，但这绝非地球独有的现象，如木星强大而永久的极光在紫外线下闪耀；火星上的极光也是如此；金星上的极光与地球相似；而水星没有大气层，因此它的极光表现为来自表面发射X射线萤光的矿物中。

图说：天王星上红外线极光出现位置的视觉化。图片来源：NASA, ESA and M. Showalter/SETI Institute; University of Leicester

　　自1986年以来，我们就知道天王星上存在紫外线极光，甚至可能还存在X射线成分，科学家认为它也一定有红外线极光，就像在木星和土星上看到的那样。尽管他们自1992年以来就一直在寻找，但其证据却难以捉摸。2006年，研究团队使用凯克天文台近红外光谱仪NIRSPEC（Near InfraRed SPECtrograph）对天王星进行长达6小时的观测，仔细研究了224幅影像，寻找一种特定粒子——电离三氢阳离子 (H3⁺) 的迹象，此粒子的发光强度会随着温度的变化而改变，这表示它可以用来测量物体的冷热程度。研究人员在观测数据中发现H3⁺的密度明显增加，但却没有改变行星大气层的温度，这与天文学家预期红外线极光的存在引起的电离一致，因此，他们认为此特征表示在天王星的大气层中发现红外线极光。

　　迄今为止发现的大多数系外行星都属于亚海王星（sub-Neptune），在物理尺寸上与海王星和天王星相似，这表示可能具有类似的磁场和大气特征。透过分析与行星磁场和大气直接相关的天王星极光，将有助于了解这些世界的大气和磁场，从而预测它们是否适合生命存在。研究团队表示此研究结果将继续扩大我们对冰巨行星极光的了解，并加强我们对太阳系、系外行星甚至对地球磁场的理解。相关研究成果发表于《自然·天文学》期刊上。（编译/台北天文馆赵瑞青）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　并不是所有的极光都像蛇一样在天空中滑行漫舞、幻化迷人；有些像是散布在整个天空中的均匀辉光，被称为弥散极光。

　　科学家们对这些弥散极光有相当的了解，但是一段在2002年于加拿大马尼托巴省丘吉尔拍摄的影片，意外地录到了没有记载过的极光现象。

　　画面出现的是扩散极光，请注意特别框出的区域，先是迅速变亮，然后消失，之后甚至连背景极光都不见了，在经过十数秒之后，扩散极光又恢复到其原来的状态。

　　这种科学文献中从未提及，研究团队将之称为「扩散极光橡皮擦」极光表现，不知道是什么原因造成的，是一直被忽略的是普遍现象呢？还是罕见的？这现象的存在意味着可能有一个极光产生的过程被大家忽略了。

　　在2002年3月15日，卡尔加里大学的物理学家戴维·克努森（David Knudsen）的团队在加拿大哈德逊湾沿岸小镇丘吉尔（Churchill）利用了专门用于拍摄微弱光线的设备捕捉到各种极光活动，包括这个不寻常的片段。克努森在笔记本上草草注记「出现黑屏似的漫射光，在几秒内填满」（pulsating 'black out' diffuse glow, which then fills in over several seconds），克努森研究极光35年以上，也是这次研究的合作者，他说：「令我惊讶并在笔记本上写下的原因是，当这小区域变亮再消失时，背景漫射极光被擦除、消失了，像是弥散极光中出现一个洞，然后大约半分钟后重新恢复，我以前从未见过这样的情况。」

克努森2002年撰写有关扩散极光橡皮擦的笔记。（戴维·克努森（David Knudsen）/爱荷华大学）

　　可惜之后影片和笔记本就一直被搁着，直到天体物理学研究生赖利·特罗耶（Riley Troyer）接下研究任务，创建了一个程式来分析影片。在看过了成百上千的极光之后，发现极光恢复亮度平均需要20秒。曾在一段两小时的影片中，他记录到了22个橡皮擦事件。

　　研究小组表示，现在我们知道它的存在，便可以找到更多的扩散极光橡皮擦进行研究。（编译/台北天文馆刘恺俐）

资料来源：Science Alert