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极光加热木星

发布时间: 2023-06-30 11:39:19   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

编译:高原兴、谢懿    单位:南京大学天文与空间科学学院

木星两极上空令人眼花缭乱的极光为木星带来了巨大的热量。

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[图片说明]:由木星极光引发的热浪,从两极蔓延到赤道。版权:J. O'Donoghue (JAXA)/Hubble/NASA/ESA/A. Simon/J. Schmidt。

根据接收到太阳光的强度,木星高层大气的最高温度应在-73℃,但实际上却高达426℃。

数十年来,提出了各种假说试图解释这一反常现象。有的认为热量来自木星低层大气中的风暴,有的则认为热量是由木星内部的气体重力沉降所释放的。但最主流的观点认为,这些热量来自木星的极光。

木星磁场会捕获带电粒子并将它们输送到两极,这些粒子与木星大气分子发生碰撞,产生了极光。该过程会为两极注入巨大的能量,从而加热整个木星。但根据木星大气模型预言,这些热量会被木星的强风束缚在两极,无法向低纬度地区扩散。

最近,凯克望远镜测量了木星大气中氢分子的红外辐射,得到了木星温度的高分辨率分布图。它显示极光下方两极地区的温度比赤道地区高约400℃,证实了极光确会加热两极。

9个月后的有一次观测发现,这些热量已向外扩散。在北极极光区以南的中纬度地区出现了一个高温带,它比周围的温度高了约200℃。这很可能是,相对较强的太阳风为木星极区注入了大量能量,由此引发了从两极向赤道传播的热浪。

虽然目前仍不清楚木星大气是如何输运这些热量的,但上述观测强有力地支持了极光产生了木星大部分热量的观点。