在木星四顆最大的衛(wèi)星上探測(cè)到新的極光
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木星及其四顆最大衛(wèi)星的插圖。 (Image credit: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
（神秘的顆最地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（By Robert Lea）：天文學(xué)家在木星的四顆最大的衛(wèi)星上發(fā)現(xiàn)了新的極光:木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、衛(wèi)星木衛(wèi)三和木衛(wèi)四，上探在可見(jiàn)光波長(zhǎng)下可以觀測(cè)到。極光新的木星極光更詳細(xì)地揭示了這些木星衛(wèi)星稀薄大氣的組成，包括微量的顆最氧和鈉，但只有極少量的衛(wèi)星水蒸氣。
該團(tuán)隊(duì)是上探在觀察太陽(yáng)系最大的行星木星陰影下的衛(wèi)星時(shí)發(fā)現(xiàn)的，使用了凱克天文臺(tái)的極光高分辨率中階梯光譜儀(HIRES)以及大型雙目望遠(yuǎn)鏡和阿帕奇角天文臺(tái)的高分辨率光譜儀。
利用木星的木星陰影作為遮陽(yáng)棚，科學(xué)家們可以看到微弱的顆最極光，這是衛(wèi)星由木星強(qiáng)大的磁場(chǎng)引起的，不會(huì)被伽利略衛(wèi)星表面反射的上探明亮陽(yáng)光淹沒(méi)，之所以這樣命名是極光因?yàn)樗鼈兪怯少だ浴べだ自?7世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的。
“這些觀測(cè)很棘手，因?yàn)樵谀拘堑年幱跋?，衛(wèi)星幾乎看不見(jiàn)，”記錄該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的一篇論文的主要作者、加州理工學(xué)院教授凱瑟琳·德克勒爾在一份聲明中說(shuō)(在新選項(xiàng)卡中打開(kāi))?！八鼈兾⑷醯臉O光發(fā)出的光是我們將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)正確位置的唯一證明。”
這四個(gè)伽利略衛(wèi)星都擁有氧氣極光，就像在地球兩極周圍的天空中可以看到的一樣。然而，由于木星衛(wèi)星上的氣體比地球上的稀薄得多，這些極光發(fā)出深紅色的光，而不是地球上常見(jiàn)的綠色光。
在木衛(wèi)二和木衛(wèi)三上，這是太陽(yáng)系最大的衛(wèi)星，比水星還要大，氧氣極光在紅外波長(zhǎng)上也是可見(jiàn)的，就在電磁光譜的紅色端之外，因此人眼無(wú)法看到。這是第一次在我們星球以外的天體大氣中看到這種特殊現(xiàn)象。
木衛(wèi)一的極光有各種各樣的顏色，可能是因?yàn)檫@顆木星的衛(wèi)星被認(rèn)為是太陽(yáng)系中火山最活躍的天體。由于這種劇烈的火山活動(dòng)，大量的氣體和塵埃從木衛(wèi)一表面噴出，達(dá)到數(shù)百公里的高度。
這些羽狀物含有像氯化鈉和氯化鉀這樣的鹽，分解后會(huì)在木衛(wèi)一極光中產(chǎn)生額外的顏色。顏色范圍包括來(lái)自鈉的黃橙色光和鉀引起的紅外極光，這在其他任何地方都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)。
“極光不同顏色的亮度告訴我們這些衛(wèi)星的大氣層可能是由什么組成的，”德克勒爾在聲明中說(shuō)我們發(fā)現(xiàn)分子氧，就像我們?cè)诘厍蛏虾粑囊粯樱赡苁潜涞脑虑虼髿獾闹饕煞帧?
藝術(shù)家描繪了木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三上的氧氣極光，這是太陽(yáng)系中最大的衛(wèi)星，從Hawaiʻi島的莫納克亞使用雙凱克天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡觀察到的。(Image credit: Julie Inglis/Keck Observatory)
水蒸氣的缺乏
目前，科學(xué)家認(rèn)為離木星最遠(yuǎn)的三顆伽利略衛(wèi)星，木衛(wèi)四、木衛(wèi)三和木衛(wèi)二，在其厚厚的冰表面下有液態(tài)水的海洋。也有證據(jù)表明，歐羅巴大氣中的水，據(jù)信是地球的兩倍，可能來(lái)自其表面下的海洋或冰殼內(nèi)的液體水庫(kù)。
該團(tuán)隊(duì)的觀察僅揭示了微量的水蒸氣，這一結(jié)果可能會(huì)影響天文學(xué)中正在進(jìn)行的關(guān)于木星衛(wèi)星的大氣是否富含水分子的辯論。
木星的磁場(chǎng)被命名為伽利略衛(wèi)星的極光亮度隨著氣體巨星的旋轉(zhuǎn)而變化。此外，當(dāng)衛(wèi)星滑入這顆巨大行星的陰影中，失去對(duì)溫暖陽(yáng)光的暴露時(shí)，月球的大氣層會(huì)做出反應(yīng)。該小組能夠觀察到這些變化，從而描繪出一幅更完整的伽利略衛(wèi)星大氣層的圖像。
“木衛(wèi)一的鈉在進(jìn)入木星陰影的15分鐘內(nèi)變得非常微弱，但在它出現(xiàn)在陽(yáng)光下后需要幾個(gè)小時(shí)才能恢復(fù)，”波士頓大學(xué)天文學(xué)教授、第二篇論文的主要作者卡爾·施密特說(shuō)?！斑@些新特征對(duì)于理解木衛(wèi)一的大氣化學(xué)非常有見(jiàn)地。木星的日食提供了一個(gè)了解陽(yáng)光如何影響其大氣層的自然實(shí)驗(yàn)，這很好?！?br>該團(tuán)隊(duì)的研究記錄在《行星科學(xué)雜志》上發(fā)表的兩篇論文中。