木星的黎明风暴与地球的极光亚风暴非常相似

黎明风暴是由木星主要的椭圆形极光短暂但强烈的亮化和展宽组成的,在这里附近的大气从清晨的黑暗中浮现出来。到目前为止,这些巨大的光显示只能从地面和地球轨道天文台观测到,特别是美国宇航局/欧洲航天局的哈勃太空望远镜,只显示了行星面向太阳的一面。来自美国宇航局“朱诺”轨道飞行器上的紫外光谱仪的新数据首次揭示了这种现象的起源、方式及其后果。

这幅插图描绘了木星和地球上的紫外线极光。图片来源:NASA / JPL-Caltech / SwRI / UVS / STScI / MODIS / WIC / Image / Liège大学

这幅插图描绘了木星和地球上的紫外线极光。图片来源:NASA / JPL-Caltech / SwRI / UVS / STScI / MODIS / WIC / Image / Liège大学

“从地球上观察木星极光,你只能看到它的边缘,看不到木星两极的夜侧,”Liège大学的研究员、主要作者伯特兰·邦方德博士说。

“其他航天器 - 旅行者,伽利略和卡西尼的探索 - 发生在相对较大的距离中,并且没有飞过杆子,所以他们看不到完整的画面。”

“这就是为什么朱诺号的数据是一个真正的游戏规则改变者,让我们能够更好地了解在黎明风暴诞生的夜晚发生了什么。”

在一场黎明风暴中,木星平静而规则的极光弧线转变成复杂而明亮的极光特征。

在5-10个小时的时间里,它从地球的夜晚一面转到黎明一面,最终转到白天一面,向太空中发射数百到数千亿瓦的紫外线。

亮度的骤增意味着黎明风暴向木星高层大气释放的能量至少是典型极光的10倍。

同样来自Liège大学的合著者姚中华博士说:“当我们观察整个黎明风暴序列时,我们不禁注意到,它们与一种被称为亚风暴的陆地极光非常相似。”

地球的亚暴是由于地球磁层的短暂扰动而产生的,这些扰动将能量释放到电离层中。

地球和木星亚暴之间的相似性令人惊讶,因为木星和地球的磁层是完全不同的。

在地球上,磁极基本上通过太阳风与地球磁场的相互作用来控制。

木星的磁层主要由从火山卫星木卫一逃逸出来的粒子组成,这些粒子被电离,并通过木星的磁场被困在这个气体巨星周围。

“尽管它们的引擎不同,但首次展示了这两个截然不同的系统之间的联系,让我们能够从每颗行星特有的特性中识别出宇宙现象,”邦方德说。

结果发表在杂志上AGU的进步

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b . Bonfond。是黎明风暴木星的极光素吗?AGU的进步,发布在线Matrch 16,2021;DOI:10.1029 / 2020AV000275

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