新研究显示了木星的旋转极光,揭示了木星卫星木卫一和木卫三留下的复杂足迹。当木星的卫星围绕着这颗气态巨行星运行时,它们与它强大的磁场相互作用,影响着形成于行星两极的电子极光。哈勃太空望远镜拍摄到了四颗伽利略卫星经过时留下的亮点和轨迹——最远的卫星木卫四足迹今年终于被确定下来。但是哈勃望远镜(以及地球)对木星的观测使得它很难清晰地看到行星的两极,而且距离也不允许有足够好的分辨率。
在巨大木星上不断发光的蓝色极光,图片:NASA/ESA/JohnClarke(UniversityofMichigan)
因此,科学家们需要一个不同的视角来深入研究这些脚印。美国宇航局的“朱诺”号宇宙飞船进入太空,目前它正在环绕木星运行,研究人员可以近距离观察这颗气态巨星。朱诺号Jovian红外极光绘图仪(JIRAM)的新图像显示,卫星的极光足迹比之前认为的要复杂得多,而且是为各个卫星量身定制的。
漩涡背后的木卫一
当木星的卫星穿过围绕着它的带电粒子——等离子体时,研究人员认为等离子体与木星的磁场相互作用,在木星的电子极光中激发出一些特征。这些极光是肉眼看不到的,但可以通过红外线和紫外线传感器探测到。每两个月,朱诺号就会在木星的两极附近摆动,使朱诺的极光仪器有机会在近一个小时内观察极光。这项新研究的第一作者、意大利国家天体物理研究所研究员亚历山德罗·穆拉(AlessandroMura)说:在年9月的8号轨道上,我们决定仔细观察,非常非常非常接近木卫一的足迹,我们没有期待任何特别的东西,因为到目前为止没有特别的理由去期待任何不同于大地点的东西。
在木星的极光中,木卫一的足迹就像冯·卡曼漩涡街(VonKarmanvortexstreet),这是一种流体通过圆柱形物体流动时形成的图案。图片:CaesariodeLaRosaSiqueira/WikimediaCommons
但他们发现令人惊讶的是:木卫一并没有形成一个大的点,而是形成了一个漩涡,漩涡从足迹的“尾巴”上盘旋而下,就像圆柱形物体穿过流体时形成的漩涡。这一模式在