木星周圍的暗帶揭示了磁力的神秘

2020-12-04 天文在線

一項通過歷史照片的艱苦研究顯示，在木星的地磁赤道周圍有一條原因不明的、朦朧的帶狀物。

木星大氣中的氚離子（譯者註：H3，一種氫的同位素，內含1個質子和2個中子，核聚變原材料）紅外光譜圖顯示，有一條暗帶環繞木星的磁赤道。

研究木星的行星科學家們分析了地球上數個最大的望遠鏡拍攝的照片，發現了一條神秘的黑色「絲帶」纏繞在這顆巨行星的磁赤道周圍。

赤道是一片與行星南北極距離相等的區域。與地理赤道不同的是，磁赤道是以由南北磁極來定義的。與地球一樣，木星的磁北極與真北極之間傾斜角度約為10至11度。

這條帶狀物肉眼並不可見。 Nature Astronomy雜誌發表了一篇論文，在湯姆·斯託拉德帶領的團隊中，一位來自英國萊徹斯特大學的行星天文學家研究了氚離子的紅外輻射現象才發現了這條暗帶。輻射是由行星磁場和上層大氣的電離層相互作用產生的。

他說：「分子會變熱並開始發光，它是大氣層和周圍的空間環境之間相互作用的探測器。」

對木星上氚離子的觀察，他表示，過去大部分都集中在南北磁極上，兩極的離子與行星出現極光現象有關（譯者註：更易觀察）

遠離兩（磁）極的地方，輻射很弱。「大約要弱100倍」。斯託拉德說，「唯一（能觀測到它的）渠道就是用很大的望遠鏡觀察很長時間」

這樣的望遠鏡申請到很長時間的觀察非常困難，所以他嘗試了一種不同的策略。在與來自美國和日本的同事一起工作期間，他煞費苦心地將20世紀90年代後期拍攝到的13501張圖片拼到了一起。這些照片是NASA的伽利略號飛船拍攝，打算用來證實其磁場研究，這艘飛船當時在繞木星軌道運動。但是他們的觀察視野非常寬闊，足以包含這顆行星的其餘角落。「我當時想：如果將所有的數據都拿來疊加到一起會如何？」他說。

這是一個漫長且艱苦的過程。當它完成時，他說：「我們相當於盯著這顆星球的每一個角落看了好幾天。」

赤道上的暗帶令人驚訝——這表明木星上磁場和電離層之間的反應比預期的要複雜地多。

斯託拉德說，特別有趣的是，這條帶非常狹窄，並且有清晰的邊緣。最有可能像他說的，這條帶標示了木星磁場平行於其地表的位置，而不是像接近兩極一樣驟降。但是其邊緣為何如此清晰仍是一個謎。

斯託拉德表示，像這樣的發現很重要，它們不僅僅幫助我們了解木星，還可以幫助我們了解我們的地球。他說：「我們將木星想像成外星人，但它更像（地球的）一個堂兄弟。」

他表示，研究它們之間的相似和不同之處，能幫助我們更好地認識我們的世界——當被用來理解電離層時尤為重要。無線電通信遇到地球的電離層會規律性反射信號。人造衛星在電離層內部運動，並且會受到太陽風暴式的強烈影響。他說：「除非你對其他的行星有更廣泛地了解，否則我認為你無法真正理解地球系統。」

這個發現得到其他科學家的稱讚。「這是一個令人印象深刻的科學成果。」來自德克薩斯州，聖安東尼奧，西南研究所的行星科學家蘭迪·格萊斯頓說。

在某種程度上，它與新的觀測結果非常吻合，這些發現來自NASA的朱諾號繞木宇宙飛船，格萊斯頓是其中一個儀器的首席研究員。但是他對這種方法的印象更加深刻，它涉及到一張張地收集成千上萬張照片。他說：「這種方法的工程量相當龐大，並且其過程不能保證有用的結果。」

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. cosmosmagazine- Richard A. Lovett-夢露清水

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