@ 2018.09.06 , 13:00

哈勃望远镜拍摄到的土星极光

哈勃太空望远镜拍摄的一系列画面,展示了这颗行星令人叹为观止的极光。点击此处观看视频

在2017年的七个月内,太空望远镜利用其成像光谱仪分析了土星北半球夏至前后的极光现象——这是观测它们的最佳时间。

极光是由太阳风产生的,主要是质子和电子。它们与地球磁场中的带电粒子相互作用。

带电粒子倾盆而下进入电离层并沿着行星的磁场线运动到两极,在那里它们看起来就像是天空中的霓虹灯,通常是绿色,但有时是红色或蓝色,产生强烈的无线电波。

这不是地球上独有的现象——虽然即便在地球上也不是太过常见。在太阳系中,其他行星也有极光——木星、土星、天王星和海王星。并且系外行星也显示出极光活动的证据。

它们与我们地球的极光并不完全相同。例如,木星的永久性极光不是由太阳风引起的,而是某种尚未搞清的神秘机制。

虽然土星主要的极光环似乎是太阳风产生的,但还有一些……不是。这也是一个谜。

并且,与地球的极光不同,土星(以及木星,天王星和海王星的物质)在可见光谱中是不可见的,因为引起它们的主要是基于氢的相互作用。

但太空望远镜成像光谱仪可以看到它们辐射出的紫外线。为了制作这张图片,我们将极光的紫外线数据添加到行星的光学数据中,然后合成动态效果。

哈勃望远镜拍摄到的土星极光
成像光谱仪下的土星,调节成可见光效果ESA/Hubble, NASA & L. Lamy (Observatoire de Paris)

哈勃的观测任务也恰好与卡西尼的剧终任务同时进行,因为这可能是卡西尼最后一次执行观测任务——然后它可能就陷入到长眠之中——所以,对行星的极光区域进行了比以往更近距离的观察。

哈勃团队表示,综合数据显示了丰富多样的极光活动。

“极光的变化受到太阳风和土星快速自转的影响,土星一天只有大约11个小时。”他们在一张发布的图片中写道。

“除此之外,北极光显示出两个截然不同的亮度峰值——黎明时和午夜之前。后一个高峰,以前未见报告,似乎是直接受制于太阳风与土星磁场作用的结果。”

在哈勃以前对土星极光的观测中,就发现了无线电波活动的证据——这与地球极光类似——同时,极地极光不对称分布表明土星磁场分布不均匀。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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