JWST 捕捉到木星的极光“嘶嘶作响，光芒四射”

这再合适不过了木星绰号行星之王的他戴着一顶皇冠——这是多么大的皇冠。

虽然我们无法用肉眼看到它们，但这颗巨大的行星拥有太阳系中最强大的极光——在其南北极永久闪闪发光的极光，在不可见的波长下闪闪发光——紫外线、红外线和偶尔爆发之X射线.

近年来，使用最尖端仪器的观测终于开始揭示这些巨大的、看不见的极光的秘密，但我们还有很多东西需要学习。世界上最强大的太空望远镜让我们更进一步：2023 年 12 月 25 日从 JWST 获得的新观测揭示了天文学家从未见过的特征。

“这是一份多么棒的圣诞礼物——它简直让我大吃一惊！”天文学家乔纳森·尼科尔斯 （Jonathan Nichols） 说英国莱斯特大学。

“我们想看看极光变化的速度有多快，预计它会沉重地淡入淡出，可能在一刻钟左右。相反，我们观察到整个极光区域嘶嘶作响，有时每秒钟都在变化。

木星上的极光的产生方式与地球上的极光类似。粒子被吸入行星磁层，并在被吹到两极时加速到极速。在两极，它们被倾倒到大气中，在那里它们与大气粒子的电离相互作用会产生发光。

对于地球来说，这些粒子主要起源于太阳，这就是为什么当太阳喷射特别强大的流出时，我们会看到极光——例如日冕物质抛射或强太阳风。

木星上也发生了这种情况，但木星极光的主要来源离家更近：它的火山卫星木卫一总是喷出二氧化硫.这种气体形成了一个巨大的圆环，一个不断注入行星极光的储层。

漂浮在木星大气层中的分子之一创建红外光晕是三氢阳离子 （H₃⁺），一种由三个氢原子组成的带电离子。

三氢离子可用于研究极光的能量预算，因此 Nichols 和他的同事使用 JWST 观测来跟踪木星极光中分子的行为，同时使用紫外线哈勃观测来将发射置于背景中。

“奇怪的是，韦伯观察到的最亮的光在哈勃的照片中没有真正的对应物。这让我们摸不着头脑。尼科尔斯 说.

“为了引起韦伯和哈勃所看到的亮度组合，我们需要让大量非常低能量的粒子撞击大气层——就像一场毛毛雨一样，这显然是不可能的组合！我们仍然不明白这是怎么发生的。

它与木星非常一致，而木星做很多之非常奇怪的事情我们不理解很好。但是，随着强大的望远镜和探测器的不断增长，科学家们正在一点一点地找到木星拼图的奇特部分。

这些新信息虽然目前有些令人困惑，但就是这样一块拼图。它如何适应更大的图景可能只需要更多的部分。例如，未来的建模工作可能有助于解释目前困扰科学家的极光发射特征。

与此同时，正在收集不同波长范围内的更多观测数据。好消息是，由于极光一直在那里，因此无需等待合适的时机。在正确的光线下对木星的任何观测都会捕捉到它上面巨大的辐射。

研究结果已发表在自然通讯.

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