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土星上发现神秘新极光 与任何已知极光不同(图)

美国国家航空航天局土星探测船卡西尼号拍摄的照片:土星北极地区的极光和下面的大气

2003年从国际空间站拍摄到的地球绿色极光在舞动。地球、木星和土星均有耀眼的极光

  【搜狐科学消息】 据英国《每日邮报》报道,近日英美等科学家利用卡西尼号上的红外线设备发现了土星上极其美丽的新极光,科学家们称新发现的极光与太阳系内任何已知的行星极光不同,他们对此困惑不解。

  此次任务是“卡西尼-惠更斯”土星探测计划的一部分。“卡西尼-惠更斯”土星探测计划是美国宇航局、欧洲航天局和意大利航天局联合开展的一个合作项目,主要任务是对土星及卫星进行空间探索。

其中“卡西尼”号探测器是由美国方面设计制造的轨道探测器,主要承担对土星及其卫星的空间探索;“惠更斯”号是卡西尼号携带的子探测器,它是欧洲航天局设计制造的着陆器,主要承担对土星最大卫星--土卫六表面的探测。

  此次美国国家航空航天局土星探测船卡西尼号在土星北极地区拍摄到了青绿色的神秘极光,如同地球北极之光。英国莱斯特大学从事卡西尼号资料研究工作的科学家汤姆-斯塔拉德称,“我们从未在别的地方见到过这样的极光。它覆盖了土星极地一块巨大的区域,而根据当前对土星极光形成的观点,这一区域应该是空的。所以在这里发现明亮的极光真是一个想不到的惊喜。”

  极光是由于沿磁场线的带电粒子流进入行星大气层所致。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为"太阳风"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

  而木星和土星的许多极光是由于带电粒子被它们的磁场环境捕获所致,但这不是所有极光形成的原因。木星的主要极光环由木星磁场环境的内在相互作用造成,其大小保持恒定。木星极地电场能够捕获它所发现的带电粒子并把它们吸入到大气层中。这些带电粒子的来源即包括太阳风,同时还有木星卫星爱莪的一个丰富粒子来源,它能够喷射出氧和硫离子进入到木星旋转的磁场。 这些离子进入到木星的两极,因为那里的电场把它们抛向木星大气的下面。在进入大气层时,粒子的电子首次被它们遇到的分子所剥离,但当它们的速度降低下来后,它们再次获得电子。这种‘电荷交换反应' 产生了强烈的x射线极光。而土星的主要极光是由太阳风引起,极光的大小随太阳风的改变而剧烈变化。然而,最新发现的土星极光均不属于这两种情况。

  此次利用红外线设备新发现的极光出现在美国航空航天局的哈勃太空望远镜看不到的区域。卡西尼号在飞临土星极地区域时观测到了这一极光。

   在红外线下,这一极光有时会弥漫在从82度以北一直到越过极地的区域。在45分钟的时间里,这种新的极光不断地变化,甚至会消失。伦敦大学学院卡西尼号科学家Nick Achilleos说,“土星的磁气圈以及它与太阳风及土星大气相互作用的方式很特别,简直无法预料。”(尚力)

(责任编辑:罗园)

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