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木星是地球“表亲”?看不见的木星环,怎样证明这一关系?

 NGC1952 2019-08-13

一项通过历史照片的艰苦研究显示,在木星的地磁赤道周围有一条原因不明的、朦胧的带状物。

木星大气中的氚离子(译者注:H3,一种氢的同位素,内含1个质子和2个中子,核聚变原材料)红外光谱图显示,有一条暗带环绕木星的磁赤道。

研究木星的行星科学家们分析了地球上数个最大的望远镜拍摄的照片,发现了一条神秘的黑色“丝带”缠绕在这颗巨行星的磁赤道周围。

赤道是一片与行星南北极距离相等的区域。与地理赤道不同的是,磁赤道是以由南北磁极来定义的。与地球一样,木星的磁北极与真北极之间倾斜角度约为10至11度。

这条带状物肉眼并不可见。Nature Astronomy杂志发表了一篇论文,在汤姆·斯托拉德带领的团队中,一位来自英国莱彻斯特大学的行星天文学家研究了离子的红外辐射现象才发现了这条暗带。辐射是由行星磁场和上层大气的电离层相互作用产生的。

他说:“分子会变热并开始发光,它是大气层和周围的空间环境之间相互作用的探测器。”

对木星上离子的观察,他表示,过去大部分都集中在南北磁极上,两极的离子与行星出现极光现象有关(译者注:更易观察)

远离两(磁)极的地方,辐射很弱。“大约要弱100倍”。斯托拉德说,“唯一(能观测到它的)渠道就是用很大的望远镜观察很长时间”

这样的望远镜申请到很长时间的观察非常困难,所以他尝试了一种不同的策略。在与来自美国和日本的同事一起工作期间,他煞费苦心地将20世纪90年代后期拍摄到的13501张图片到了一起。这些照片是NASA的伽利略号飞船拍摄,打算用来证实其磁场研究,这艘飞船当时在绕木星轨道运动。但是他们的观察视野非常宽阔,足以包含这颗行星的其余角落。“我当时想:如果将所有的数据都拿来叠加到一起会如何?”他说。

这是一个漫长且艰苦的过程。当它完成时,他说:“我们相当于盯着这颗星球的每一个角落看了好几天。”

赤道上的暗带令人惊讶——这表明木星上磁场和电离层之间的反应比预期的要复杂地多。

斯托拉德说,特别有趣的是,这条带非常狭窄,并且有清晰的边缘。最有可能像他说的,这条带标示了木星磁场平行于其地表的位置,而不是像接近两极一样骤降。但是其边缘为何如此清晰仍是一个谜。

斯托拉德表示,像这样的发现很重要,它们不仅仅帮助我们了解木星,还可以帮助我们了解我们的地球。他说:“我们将木星想象成外星人,但它更像(地球的)一个堂兄弟。”

他表示,研究它们之间的相似和不同之处,能帮助我们更好地认识我们的世界——当被用来理解电离层时尤为重要。无线电通信遇到地球的电离层会规律性反射信号。人造卫星在电离层内部运动,并且会受到太阳风暴式的强烈影响。他说:“除非你对其他的行星有更广泛的了解,否则我认为你无法真正理解地球系统。”

这个发现得到其他科学家的称赞。“这是一个令人印象深刻的科学成果。”来自德克萨斯州,圣安东尼奥,西南研究所的行星科学家兰迪·格莱斯顿说。

在某种程度上,它与新的观测结果非常吻合,这些发现来自NASA的朱诺号绕木宇宙飞船,格莱斯顿是其中一个仪器的首席研究员。但是他对这种方法的印象更加深刻,它涉及到一张张地收集成千上万张照片。他说:“这种方法的工程量相当庞大,并且其过程不能保证有用的结果。”

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine- Richard A. Lovett-梦露清水

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翻译:天文志愿文章组-梦露清水

审核:天文志愿文章组-

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排版:天文志愿文章组-零度星系

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https:///space/dark-ribbon-around-jupiter-reveals-magnetic-mystery

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