x射线 究竟是什么原因造就了木星的极光?
许多人都对极光有所了解,它们被认为是我们这个星球上最神秘、最迷人的事物。极光通常出现在北极和南极附近的高纬度地区,相应的名称分别为北极光和南极光。 然而,直到2016年我们才第一次看到太阳系中另一颗行星的极光——木星极光。
文章插图
图解:木星的极光。在左边远方的亮点是埃欧场线的终点;在图片底部的斑点是甘尼米德和欧罗巴。
我们已经探究清楚了木星极光的成因,但在深入了解木星那颗遍布火山的卫星、解析那颗遥远星球的极光如何形成之前,让我们先来看一下地球上的极光。
如上所述,地球的北极和南极经常闪耀着绚烂的光带,这种绚烂的光带通常被称为极光。由于北半球有更多的陆地,因此,北极光更容易引起人们的关注。北极光通常呈现绿色,有时也在天空中显示为红色、蓝色或者红黄色。它们会以多种不同的形式出现,但往往是从东向西延伸,穿越两侧的地平线。
文章插图
简而言之,这些令人惊叹的场景是由太阳引起的。我们的太阳喷发出的太阳风,基本上都是强大的质子和中子爆发,以惊人的速度冲向地球。当有太阳风暴时,情况更严重,十亿吨气体云和带电粒子直接喷射到我们的地球上。这种快速移动的高能带电粒子流的强度和速度各有不同,但当它与地球的磁层接触时,就会发生一些奇妙的事情。
文章插图
磁场可以非常有效地保护我们的地球免受这种致命的辐射,但是来自太阳风的一些能量粒子会渗入地球周围的这个保护罩。粒子所带的能量可以转换为电磁能量储存,但这很不幸地可能会引起磁场的失衡。溢出的能量会以加速电子的形式被释放出来,当这些电子撞击地球大气中的空气分子(氧气和氮气)时,它们会激发粒子到更高的能级。当电子经过而空气分子回到较低的能量状态时,它们会发出彩色光。氮分子通常发出绿色光,而氧分子发出蓝色光。
(氮分子通常是蓝紫光,氧分子通常是红蓝光)
这就是为什么极光通常看起来像波浪亦或是像被风吹动的窗帘。这正是正在发生的事情,窗帘可以看作是我们的大气层,风从太阳一路吹来。
真正的问题是,这是如何与最近在木星上发现的令人惊叹的极光扯上关系的?
文章插图
旅行者一号实际上在1979年便第一次观测到了木星的极光,直到20世纪90年代,研究人员才意识到,木星的极光比最初的预期还要多得多,并且比最初认为的要大得多。哈勃空间望远镜拍摄了木星图像的紫外光谱,发现木星极光实际上比最初想象的要亮几千倍。
钱德拉X射线天文台进一步研究表明:大部分极光实际上是以X射线的形式射出,人眼看不见。说出来可能无法相信,那些X射线极光比我们整个地球都大!
文章插图
与地球不同,地球极光根据太阳风的强弱而变化,木星上的极光却永远不会停止!尽管强烈的太阳风暴会导致木星极光比正常强,但木星上的极光不是纯粹的来自太阳风。
首先,木星具有令人难以置信的高速自转。木星内部可以容纳1,321个地球,然而这个星球每10个小时便甩动它的整个重量来围绕其轴线旋转一圈。这颗行星强大的磁场也以这种速度疯狂旋转,从而产生了惊人的大量电力。 事实上,木星的极点产生大约1000万伏特的电力。
文章插图
类似于地球的磁场,带电区域与附近的所有粒子相互作用,将它们拉入巨大的电压风暴中。当这些粒子被猛烈地拖向行星表面时,电子被从粒子中剥离,然后粒子在电子减速并接近表面时再将之吸引回来。在这种极快速的电荷交换反应过程中,大量的X射线被喷射到木星极地周围的空间中。
虽然在这个过程中消耗了来自大气层的正常粒子,但是还有相对恒定的其他粒子供应到木星的轨道中。艾奥(Io)是木星上的一个伽利略火山卫星,非常不稳定,其地表上有数百个火山喷出氧气和硫磺。那些火山喷发出来的气体粒子逐渐进入木星的极地区域,当这些粒子的电子被剥离然后再被吸引回来时,导致极地周围发射出几乎恒定的X射线
推荐阅读
- 理论 黑洞是什么,它又是怎样形成的,一起来认识下吧
- 养老金 2021年辽宁养老金上调,看看方案是什么?工龄37年能涨多少?
- nznd 明侦的初心是什么?不好看真的是嘉宾的锅吗?
- 太阳 宇宙中所有星球都悬在空中,是什么力量在起作用这里告诉你答案
- 宇宙 理论上宇宙应存在大量文明,为何却没有文明联系我们,原因是什么?
- 波罗的海 全球最淡的海洋,含盐量不到海水平均值的20背后原因是什么
- 张震岳 你究竟有几个“好妹妹”?加拿大paowang再添一锤,多人曝光记录
- rng Uzi给Gala点歌是什么梗?只改了1句话,就引230504人观看
- 稻城亚丁 世界上最落魄的国王是什么样的?
- 银行 信用卡逾期不还,银行催收却不起诉,背后真正原因到底是什么?