朱诺号数据显示木卫三极光呈现与地球相似的斑块结构
2026-02-24 14:35
来源:列日大学
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由比利时列日大学研究人员领导的国际天体物理学家团队通过分析朱诺号探测器的观测数据,发现木卫三极光呈现出与地球极光相似的精细斑块结构。2021年7月7日,美国宇航局的朱诺号探测器在飞越木卫三时,其紫外光谱仪以数公里级空间分辨率捕获了这颗太阳系最大卫星的极光图像,这是科学家首次观测到木卫三极光的局部分裂成一系列亮斑。来自列日大学大气与行星物理实验室的菲利普·古斯宾表示:“在朱诺号探测器之前,对木卫三极光的观测受限于地面观测的空间分辨率,无法分辨行星极光特有的小尺度结构。”相关成果已发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

根据朱诺号探测器2021年7月7日对木卫三(盖尼米德)的近距离观测,绘制了木卫三紫外极光的艺术图。由于朱诺号高速飞掠木卫三,其紫外光谱仪只能捕捉到狭窄的条带,图中将这些条带组合起来,展现了极光的整体形状(左图)。然而,放大观察单个条带(右图)后,可以明显看出,这种极光并非均匀的幕帘,而是由一系列斑块组成。类似的极光形态在地球以及木星、土星等其他行星上也曾被观测到,这表明宇宙中存在着某种普遍的自然过程。

木卫三是太阳系中唯一拥有自身磁场的卫星,其磁场性质与地球类似。在地球上,极光源于太阳风与地球磁场碰撞产生的粒子沉降,这些粒子激发大气中的氧气和氮气发光。研究团队成员、列日大学博士后研究员亚历山德罗·莫伊拉诺解释道:“类似的结构,被称为‘珠状物’,在地球和木星的极光中也曾被观测到。这些结构与磁暴和晨暴有关,它们是磁层的大规模重组,会释放出巨大的能量,并产生强烈的极光活动。”研究认为,木卫三与木星太空环境的相互作用方式类似于地球与太阳风的相互作用,表明在不同天体上,磁层与外部作用力之间的耦合可能引发共通的物理过程。

朱诺号对木卫三的近距离观测持续时间不到15分钟,且该探测器未来不会再飞越木卫三。天体物理学家贝特朗·邦丰德指出:“因此,我们并不清楚这些冰斑的普遍程度,也不知道它们会如何随时间演变。幸运的是,欧洲航天局的木星冰卫星探测器目前正在前往木星的途中,预计将于2031年抵达,届时它将对木卫三进行专门的观测。”该航天器配备了与朱诺号类似的紫外光谱仪,能够收集更长时间的观测数据,监测木卫三极光的演变,有望进一步揭示这颗冰卫星的秘密。

出版详情:作者:A. Moirano等人,标题:《朱诺号对木卫三极光斑块的高空间分辨率紫外观测》,发表于:《天文学与天体物理学》(2026)。期刊信息:天文学与天体物理学

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