木星極光強度超出預期：形成原理可能不同於地球

北京時間9月21日消息，隨著去年6月份開始美國宇航局的朱諾號探測器開始從木星軌道回傳大量數據資料，科學家們再次陷入了熟悉的感覺：興奮，然後是困惑。

哈勃空間望遠鏡連續拍攝了一系列的紫外波段木星圖像，展示其壯觀的極光現象

朱諾項目首席科學家斯科特·博爾頓（Scott Bolton）表示：「（朱諾發回的數據）幾乎沒有一樣是我們意料之中的。但我們仍然感到非常興奮，因為木星竟然與我們的設想如此不同。」

朱諾飛船紫外光譜儀首席科學家蘭迪·格萊德斯通（Randy Gladstone）說：「相關數據告訴我們，我們之前的想法是錯誤的，但那真的非常有趣。」

而朱諾項目的高能粒子探測儀設備首席科學家巴里·穆克（Barry Mauk）也表示：「這是一個真正的謎團。能夠成為這個團隊的一份子，感到非常榮幸。」

那麼究竟朱諾飛船發回了什麼樣的數據，讓科學家們感到如此的「又愛又恨」呢？簡單來說，就是朱諾發回的數據幾乎顛覆了之前關於木星的所有認識：從木星的極光顏色到其重力場中的上下震蕩再到磁場強度的變化。但尤其引發人們關注的是木星無與倫比強大的極光，這些美麗的光帶在木星極地上空舞動著，如夢如幻。而此次科學家們意識到，這些美麗的木星極光不僅是在顛覆之前對於木星極光的各種猜想，甚至它與地球上極光的產生機制可能是完全不同的。

首先，讓我們先來了解一下在地球上，極光一般是如何產生的。由於地球偶極磁場的存在，來自太空（主要是太陽）的粒子流難以穿過磁感線，而是更多的順著磁感線運動，在地球南北兩極上空沖入地球高層大氣並與那裡的氧原子以及氮原子發生碰撞併產生閃光現象。

穆克是近期在《自然》雜誌發表的關於木星極光產生機制論文的第一作者，他指出，這一機制在解釋木星極光的時候似乎失去了作用。他和他的研究組在木星極區上空觀察到巨量的電勢，其強度是地球相應數值的10~30倍。這本身並沒有什麼奇怪的，因為木星什麼都比地球大而強。但問題就在於，數據顯示木星極光的強度卻並非地球極光強度的10~30倍，而是比地球高出了差不多100倍。這樣一來，就找不出任何機制能夠解釋這樣異常的極光強度。穆克表示：「基本上，木星極光的強度比按照地球極光產生的理論預測的結果高出了大約10倍。」

這可真是令人頭痛的問題。因為這就意味著不管是什麼東西將木星極區上空的電子流加速到超過100萬電子伏，其背後的機制很有可能是我們目前完全陌生和一無所知的。而隨著朱諾飛船的最新數據不斷回傳，穆克和他的研究組正準備嘗試解決這個問題，並且已經取得了一系列的進展。

但不管合適能夠徹底弄清木星極光背後的奧秘，最初投身這項研究的初衷仍然非常清晰。穆克說：「我們只是在試著去理解物理學規律在宇宙中是如何運作的。」而這其實正是科學的本來意義所在。

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