自從「朱諾號」探測器於2016年7月進入木星軌道以來，就一直在發回關於這顆氣態巨行星的大氣、磁場和天氣模式的重要信息。「朱諾號」探測器每53天進行一次環繞木星運行，通過這樣的運行，它向科學家傳遞了木星的一些信息，科學家們將依靠這些信息來了解木星的形成和演化。
近來，「朱諾號」探測器傳回的一些最新信息涉及它的兩顆衛星如何影響木星最有趣的大氣現象之一。正如他們在最近的一項研究中透露的，一個國際研究小組發現了木衛一和木衛三是如何在行星的極光中留下「腳印」的。這些發現可以幫助天文學家更好地了解這顆行星及其衛星。
這項研究名為「朱諾號對木星的極光中由木衛一引起的光斑結構和裂尾的觀察」，最近發表在《科學》雜誌上。這項研究是由國際天體物理研究所（INAF）的穆拉領導的，團隊成員來自美國宇航局戈達德太空飛行中心、美國宇航局噴氣推進實驗室、義大利航天局（ASI）、西南研究所（SwRI）、約翰霍普金斯大學應用物理實驗室（JHUAPL）和其他多所大學。
卡西尼號探測器獲得的紅外圖像顯示了木衛一和木衛三對木星極光造成的幹擾。來源:《科學》(2018)
同地球上的極光一樣，木星的極光是在高層大氣中高能電子與其強大的磁場相互作用時產生的。然而，「朱諾」號探測器最近使用紫外光譜儀（UVS）和木星高能粒子探測器（JEDI）收集的數據證明，木星的磁場比我們在地球上看到的任何極光都要強大得多。
除了能達到比地球上更高的10到30倍的能量水平（高達40萬電子伏）之外，每當木衛一和木衛三靠近木星時，木星北部和南部的極光風暴也會產生橢圓形的擾動。正如學者們在研究中解釋的那樣：「可以看到北部和南部的主極光橢圓形，周圍環繞著與伽利略衛星相關的小規模發射特徵。由朱諾飛船獲得的紅外觀測結果顯示在木衛一的情況下，這種發射呈現出的漩渦模式，在外觀上類似於馮·卡門渦街。」
馮·卡門渦街是流體動力學中的一個概念，基本上是由擾動引起的重複的旋渦模式。在這個例子中，研究小組發現了木衛一在接近木星時出現了長達數百公裡的渦流的證據，但隨後隨著這個衛星離該行星越來越遠，渦流消失了。
2016年12月11日，「朱諾」號探測器「紫外成像攝譜儀的濾光片重新拍攝了木星的北極光。當時「朱諾」號正向木星靠近，飛過木星的兩極，並向赤道俯衝。來源：美國國家航空航天局/加州工學院噴氣推進實驗室/博爾特蘭德·邦伏德
研究小組還在由木衛三創造的極光帶中發現了兩個光點，這兩個極光光點延伸的尾巴最終分裂成兩個。雖然研究小組不確定是什麼原因導致了這種分裂，但他們猜測可能是由於木衛三和木星磁場相互作用造成的（因為木衛三是木星唯一擁有自己磁場的衛星）。
研究人員表示，這些特徵表明木星和木衛三之間的磁場相互作用比之前認為的更加複雜。他們還指出，這兩個「足跡」都不在他們預期發現的地方，這意味著木星與其衛星的磁場相互作用模型可能需要修改。
研究木星的磁暴是「朱諾號」任務的主要目標之一，因為科學家要更多地了解木星的內部結構以及它是如何隨著時間的推移而演變的。通過這些，天文學家希望能更多地了解太陽系是如何形成的。NASA最近還將任務延長到2021年，給了它三年時間來收集關於這些謎團的數據。
作者: universetoday
FY: Lindsey07
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