一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)，木星版本的北極光中高能 X 射線耀斑背后的機(jī)制與產(chǎn)生地球極光的機(jī)制非常相似。由兩個(gè)不同的衛(wèi)星使用同時(shí)觀測(cè)，研究人員共同領(lǐng)導(dǎo)威廉·鄧恩在倫敦大學(xué)學(xué)院和姚中華（音譯）在中國(guó)社科院的科學(xué)確定，這兩個(gè)進(jìn)程是由振動(dòng)在行星磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)-一個(gè)現(xiàn)象，可能是普遍即使在行星具有非常不同的磁層。
當(dāng)火山氣體從木星最里面的衛(wèi)星艾奧噴發(fā)時(shí)，它們所含的重硫和氧離子在木星周圍形成一個(gè)環(huán)形的等離子體環(huán)。從那里，這些粒子逐漸沿著木星的磁場(chǎng)線移動(dòng)以填充其磁層。最終，一些離子撞擊木星的極地大氣。它們沉積的大量能量每 27 分鐘在木星的極光中產(chǎn)生壯觀的、高能量的 X 射線爆發(fā)。
由于 X 射線通常只在更極端的環(huán)境中產(chǎn)生，例如黑洞或中子星，這些爆發(fā)(及其類似發(fā)條的規(guī)律性)自 40 年前被發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直吸引著天文學(xué)家。然而，盡管引起了廣泛的興趣，驅(qū)動(dòng)這種規(guī)則 X 射線脈沖的確切機(jī)制仍然是個(gè)謎。
同時(shí)觀察
在他們的研究中，Dunn、姚及其同事使用來(lái)自兩個(gè)不同航天器的同時(shí)觀測(cè)來(lái)檢查脈沖：美國(guó)宇航局的朱諾衛(wèi)星，它繞木星運(yùn)行并對(duì)其磁層進(jìn)行原位測(cè)量;和歐空局的XMM-牛頓天文臺(tái)，它從行星繞太陽(yáng)的軌道遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)行星。通過(guò)分析每臺(tái)儀器 26 小時(shí)的觀測(cè)結(jié)果，天文學(xué)家確定木星的 X 射線是由這顆行星強(qiáng)烈、快速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)中的周期性振動(dòng)驅(qū)動(dòng)的。
盡管這些振動(dòng)的來(lái)源仍然未知，但研究小組的觀察表明，它們將能量傳遞給了艾歐發(fā)射的重離子——基本上允許這些帶電粒子沿著木星的磁場(chǎng)線“沖浪”。這會(huì)產(chǎn)生規(guī)則的高能等離子體波，進(jìn)而在撞擊行星大氣時(shí)產(chǎn)生高能 X 射線耀斑。
朱諾太空探測(cè)器識(shí)別出木星磁場(chǎng)的變化
值得注意的是，鄧恩和姚的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，雖然這個(gè)特定過(guò)程似乎是木星獨(dú)有的，但它與地球磁場(chǎng)中發(fā)生的機(jī)制驚人地相似，在地球磁場(chǎng)中，更微妙的場(chǎng)線振動(dòng)產(chǎn)生的等離子波能量更低。這意味著，盡管兩個(gè)行星系統(tǒng)的耀斑機(jī)制在時(shí)間、空間和能量尺度上存在幾個(gè)數(shù)量級(jí)的差異，但它們最終有一個(gè)共同的來(lái)源。
通過(guò)擴(kuò)展，天文學(xué)家認(rèn)為這種機(jī)制可以在許多不同的行星環(huán)境中通用。他們現(xiàn)在希望捕捉到類似的機(jī)制在土星、天王星和海王星的磁層中發(fā)揮作用，甚至可能是巨大的系外行星。
該研究在《科學(xué)進(jìn)展》中有所描述。
