科学家解开了40年来木星X射线极光之谜

发布单位:台北市立天文科学教育馆


美国NASA的朱诺号和美国钱德拉X射线望远镜拍摄的木星极点的叠加图像。左图是木星北极的X射线极光(紫色部分),右图是南极的图像。

  由伦敦大学学院(UCL)领导的研究小组解决了一个数十年来的谜题,有关于木星是如何每隔几分钟就产生一次壮观的X射线爆发。

  在《Science Advances》上发表的一项新研究,研究人员将美国NASA的朱诺号探测器对木星环境的近距离观测与欧洲太空总署的XMM-牛顿卫星(绕行地球运行之卫星)的同步X射线测量数据相结合。

  研究小组发现,X射线闪焰是由木星磁力线的周期性振动引发的。这些振动产生了电浆波(waves of plasma),使重离子粒子沿着磁力线运动,直到进入行星的大气层,并以X射线的形式释放出能量。

  共同第一作者William Dunn博士指出,我们观察木星产生X射线极光已经有40年了,但不知这是如何发生,只知道它们是在离子撞入行星的大气层时产生的。如今我们知道这些离子是由电浆波传送,这种解释以前没有人提出过。因此,它可能是存在于太空中的一种普遍现象。

  X射线极光发生在木星的南北两极,在这次观测期间,木星每隔27分钟就会产生X射线爆发。撞击大气层的带电粒子,是来自于木星的卫星埃欧上的巨大火山喷发所产生的火山气体。

  他们发现,朱诺号探测到的电浆波与XMM-牛顿卫星观测到的木星北极的X射线极光闪焰之间存在明显的相关性。接着,利用电脑模拟来确认电浆波会把重粒子推向木星的大气层。

  磁力线周期性振动的原因尚不清楚,但这种振动可能和太阳风的相互作用或木星磁层内电浆高速运动造成的。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:phys.org

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