北京時間 9 月 23 日消息,據(jù)國外媒體報道,極光是地球上層大氣層發(fā)光電離粒子釋放出舞動的光芒,在太陽系內(nèi)除水星之外其他行星的大氣層均存在這種現(xiàn)象,甚至木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三和木衛(wèi)二也有極光。
然而,在此之前科學(xué)家從未探測到彗星極光,但近期 “羅塞塔”探測器最新觀測數(shù)據(jù)分析表明,67P 彗星周圍釋放出遠(yuǎn)紫外線極光輻射。
美國西南研究所物理學(xué)家吉姆 · 伯奇說:“我已研究地球極光 50 年時間了,在沒有磁場的 67P 彗星附近發(fā)現(xiàn)極光是令人驚訝和著迷的。”
極光是由大氣層中帶電粒子刺激作用下產(chǎn)生的,在地球上,太陽風(fēng)吹入磁層,并與磁層的帶電粒子發(fā)生交互作用。這些帶電粒子像雨點一樣降至上層大氣層,沿著磁場線抵達(dá)極地,在這里形成漣漪般的光幕。
但是極光在不同天體的作用不同,木衛(wèi)三和木衛(wèi)二的極光是由木星磁場相互作用產(chǎn)生的。迄今科學(xué)家并未發(fā)現(xiàn)金星自身無法形成磁場,但與太陽風(fēng)的交互過程中產(chǎn)生一個強大到足以形成極光的磁場。
火星大氣層非常稀薄,但其微弱的磁場可以產(chǎn)生極光,木星的永久極光并非太陽風(fēng)所致,而是源自某種亟待發(fā)現(xiàn)的神秘機制。
雖然土星的極光環(huán)似乎是由太陽風(fēng)產(chǎn)生的,但部分極光的形成是無法預(yù)測的,這仍是一個未解謎團。67P 彗星甚至沒有一個 “外借”磁場,但這顆彗星擁有大氣層,這是一種被稱為彗發(fā)的氣體外殼,當(dāng)活躍彗星足夠靠近太陽時,它就會將其中的冰升華釋放。
“羅塞塔”探測器 “愛麗斯”儀器的遠(yuǎn)紫外線光譜儀在 67P 彗發(fā)中探測到遠(yuǎn)紫外線輝光,“愛麗斯”儀器的離子、電子傳感器(IES)探測到一個更大的驚喜發(fā)現(xiàn)——來自太陽風(fēng)的電子。
西南研究所天文學(xué)家喬爾 · 帕克稱,最初我們認(rèn)為 67P 彗星釋放的紫外線輻射是一種被稱為 “晝光”的現(xiàn)象,是太陽光子與彗星氣體相互作用的結(jié)果。我們吃驚地發(fā)現(xiàn)紫外線輻射是極光,但不是由光子驅(qū)動產(chǎn)生,而是由太陽風(fēng)中的電子驅(qū)動。太陽風(fēng)分解彗發(fā)中的水和其他分子,并在彗星附近的環(huán)境中加速。
研究小組模擬了一顆微弱逸出氣體的彗星,并發(fā)現(xiàn)覆蓋在彗星周圍的行星際磁場足以為加速太陽風(fēng)電子提供路徑,進入由彗星核周圍電場產(chǎn)生的勢阱(potential well)。
然而,由于 67P 彗星并沒有自身磁場,其極光處于彌漫擴散狀態(tài),與地球和火星上由太陽風(fēng)刺激形成的 “封閉極光”形成鮮明對比。研究人員指出,67P 彗星極光的加速和激發(fā)過程使得該極光現(xiàn)象是太陽系獨一無二的。
該發(fā)現(xiàn)可能為理解極光是如何在整個太陽系中產(chǎn)生提供新線索,但是彗星的極光可作為認(rèn)知太空氣象的工具,通過探測太陽不同距離的輝光,天文學(xué)家可以了解很多關(guān)于太陽風(fēng)中電子變化的信息。目前,這項最新研究報告發(fā)表在近期出版的《自然天文學(xué)》雜志上。
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