英科学家解开木星磁赤道之谜学术资讯

▲木星大气层顶端H3+离子红外亮度的图谱，图片水平中心的深色带状区域是木星磁赤道的位置。

7月23日刊发在《自然•天文学》网络版的一篇研究论文称，利用美国航天航空局（NASA）红外望远镜设备上的NSFCam仪器，由英国莱斯特大学领导的一个国际科学家小组，在木星表面赤道附近发现了减弱后的H3+辐射带，这是人类第一次获得木星局部电离层与其磁场存在相互作用的证据。这条环绕木星的微弱氢离子射流所形成暗带的发现，颠覆了科学家之前对这颗巨大行星的磁赤道理论的看法。

在过去，对木星电离层的研究几乎完全集中在对这颗行星两极极光的观测上，并且据之前的观测结果反映，木星的电离层大部分相对均匀平滑而无趣。然而，这项最新的研究开启了对木星整个电离层的研究，并且表明木星的电离层其实是复杂的，我们所能够观测到的细节还有待未来进一步披露。研究结果还说明，尽管地球与木星的大小和结构不尽相同，但是它们都有一条类似的、围绕着其磁赤道环行的局部带状物。

具体说来，电离层就是木星上层大气中电离的那部分，在这个区域内，H3+离子主要来源于光电子与H2离子的碰撞。科学家对于暗带成因的推理解释之一是，由于电子（根据其物理属性）会优先沿着磁场线移动，当这些光电子移动到较低的高度时，它们被从磁赤道转移到较高的纬度，从而留下了H3+生成减弱后形成的暗带。NASA的“朱诺号”（Juno）宇宙飞船最近的观测数据也支持了该假设理论，即这条带状区域是木星磁赤道的标志之一。

该论文的第一作者、莱斯特大学行星天文学副教授汤姆•斯泰拉德（Tom Stallard）博士表示观测结果很令人惊讶——“我们怀疑并推断这一特征是由木星的磁赤道所造成的。在论文发表的几个月前，‘朱诺号’探测器发回了木星的第一个磁场模型，这为科学家提供了关于木星赤道磁场一幅前所未有的图景——测量结果表明其磁赤道几乎完全与离子射流的暗带对准重合。观测结果与朱诺号最近的测量数据让我们都大吃一惊。再者，木星的某些极光区域非常复杂，许多之前的数据模型预测木星会有一个非常复杂的磁赤道与之相匹配，不过其磁赤道的形状实际上更类似地球的磁赤道。参与‘朱诺号’观测的科学家们认为，这可能说明木星磁场中复杂的变形可能发生在木星内部相对较浅的深度位置，而我们的测量结果也支持这一点——尽管赤道非常简单，但是我们在木星赤道和极点之间的电离层中看到了很多复杂的东西，这表明木星这些区域内的磁场比地球的磁场要复杂得多。随着“朱诺号”进行分辨率更高的观测，它将继续向我们披露关于木星更精细的规模复杂性。”

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编译：朱明逸审稿：三水编辑：程建兰

来源：

https://scitechdaily.com/dark-ribbon-of-ion-emissions-wraps-up-mystery-of-jupiters-magnetic-equator/