天文学家表示:“这让我们摸不着头脑。”



美国国家航空航天局(NASA)的韦伯太空望远镜捕捉到了令人难忘的木星极光新景象,以前所未有的精美细节揭示了这一明亮的极光秀。利用韦伯望远镜对这颗气态巨行星的最新观测,科学家们发现了木星极光在韦伯和哈勃望远镜中出现的奇怪差异。

韦伯的NIRCam(近红外相机)放大到木星的两极,捕捉到木星快速变化的极光特征,这些极光比在地球上看到的要亮100倍。

英国莱斯特大学的研究员乔纳森·尼科尔斯(Jonathan Nichols)在一份声明中说:“我们想看看极光变化的速度有多快,预计它们会在一刻钟左右的时间里缓慢地逐渐消失。”尼科尔斯是发表在《自然通讯》杂志上的一篇新论文的主要作者。“相反,我们观察到整个极光区域发出嘶嘶声和爆裂声,有时会随秒而变化。”



在地球上,当来自太阳的高能粒子与地球磁场和大气层相互作用时,就会发生极光,在天空中产生闪闪发光的光,被称为北极光和南极光。除了太阳的粒子,木星还有另外一个产生极光的来源。木星强大的磁场从周围环境中捕获带电粒子,并将它们加速到高速。这些高速粒子,其中一些是由绕木星轨道运行的卫星木卫一抛入太空的,它们以高能量撞击木星的大气层,激发气体,使其发光。

利用韦伯最近对木星极光的观测,科学家们研究了一种叫做“三氢阳离子”的分子的辐射。这种特殊的分子是由高能粒子从氢分子上扯下一个电子,然后与其他氢分子发生反应而形成的。研究发现,三氢离子的发射比他们之前认为的要多变得多。了解这种特殊分子的行为有助于科学家更好地了解木星大气的冷却和加热过程。

在韦伯进行观测的同时,科学家们还用美国宇航局的哈勃太空望远镜拍摄了木星极光的照片,这些照片是在紫外线下拍摄的。他们发现了两组数据之间一个奇怪的差异,韦伯观测到的最亮的光在哈勃图像中没有对应的光。

“这让我们摸不着头脑,”尼科尔斯说。“为了让韦伯和哈勃都能看到亮度的结合,我们需要有大量非常低能的粒子撞击大气层,这在以前被认为是不可能的。我们仍然不明白这是怎么发生的。”

该团队计划使用韦伯对木星的极光进行后续观测,并将其与正在进行的朱诺号任务收集的数据进行比较。自2016年以来,该航天器一直绕着这颗气态巨行星运行,捕捉到了木星及其卫星的精美细节。韦伯此前曾在木星的南北两极拍摄到发光的极光,为科学家们提供了一种新的视角来观察木星的红外波长光。

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