詹姆斯·韦伯太空望远镜发现木星的卫星在木星的极光中留下了冰冷的“足迹”

前所未见的温度和离子密度测量结果表明,木星卫星对其极光的影响比科学家想象的更为复杂。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

木星的卫星可以通过“踩踏”木星巨大的磁环境,对世界上的极光显示产生令人惊讶的影响。

詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的观测发现了这些令人惊讶的效应,包括木星大气中的冷点以及带电粒子密度的快速增加。

“卫星不断与行星周围的磁场和等离子体相互作用,这种相互作用导致高能粒子沿着磁场线传播,然后撞击行星的大气层,形成极光足迹,映射到卫星围绕木星运行的位置,”博士凯蒂·诺尔斯说。英国诺森比亚大学的研究人员在一份声明中表示。

木星极光的产生方式与地球类似,因为带电粒子乘着太阳风猛烈撞击木星的磁场,并向下流向这颗气态巨行星的两极。当它们进入大气层时,它们与原子和分子碰撞,导致它们发光。然而,通过与木星磁场的相互作用,它的四颗最大的卫星——伽利略卫星木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——可以在极光上留下印记。

被称为木卫一等离子体环面的现象加剧了这些足迹。木卫一是太阳系中火山最多的天体,它的火山喷出大量带电粒子,这些粒子飘入木星周围的轨道,形成由木星磁场固定的等离子体环。当伽利略卫星绕木星运行时,它们与等离子体环和磁场相互作用,并将离子驱向木星大气层,从而形成极光并产生影响极光足迹亮度的电流。

当诺尔斯分析这些数据时,她发现了一些意想不到的事情。

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然而,问题仍然存在。