点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

正在阅读:【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

来源:光明网2019-12-13 15:16

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  极光让地球上的人们看到了大自然的色彩,也认识到了宇宙的奇妙,但你知道吗?极光不是地球独有的,木星、土星、火星等行星都拥有奇幻的极光,那么究竟谁的最美丽呢?一起了解下太阳系中其他行星的极光。

  极光不只在地球上出现,太阳系内的其他具有大气或磁场的行星上也会有极光出现。旅行者2号探测器拍摄到的许多行星照片也验证了地球之外的其他行星存在极光的事实。极光是由电子这样的带电粒子流引起的,这些粒子流有不同的来源,例如太阳风、行星电离层和卫星火山。它们被强磁场捕获,并被传到上层大气中,在那里它们与气体粒子(如氧气或氮气)的相互作用引起了壮观的光脉冲,也就是极光。让我们来看看科学家们捕捉到的这些除地球之外其他行星的极光吧。

  木星

  木星极光和地球极光的产生原理相似,磁场将太阳释放的带电粒子汇集到两极。当这些粒子撞击大气时,电子会暂时从现有的气体分子中离开。电场力将这些电子吸引回来,当电子重新组合以形成中性分子时,极光就产生了。木星是太阳系中体积最大的行星,它的磁场以惊人的速度旋转——10小时就可旋转一周,同时在两极周围产生1000万伏的电压。科学家们指出,木星极光无论是在规模上,还是在强度上都超过地球上同类现象的数百倍之多。美国的“旅行者1”号探测器1979就曾首次观测到了木星两极出现的极光现象。

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

  图1. 美国国家航空航天局(NASA) 1998年11月26日利用哈勃望远镜的太空望远镜成像光谱仪(STIS)拍摄的紫外木星极光图像。与地球的极光不同的是,木星的极光包括一些明亮的条纹和点,如图所示,这些明亮的条纹和圆点是由连接木星及其最大卫星的磁通量管引起的。图中远处左边的亮条痕为木卫一Io,中心下方的亮点为木卫三Ganymede,木卫三右边的亮点为木卫二Europa。图片来源:https://apod.nasa.gov/apod/ap001219.html

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

  图2. NASA发布的哈勃太空望远镜在1998年1月7日拍摄到的木星极光照片 图片来源:https://images.nasa.gov/details-PIA01254.html

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

  图3. 欧洲南方天文台公布的2000年11月利用红外望远镜拍摄到的木星极光照片,照片清楚地显示了所拍摄到的木星两极的极光(黄色和橙色)和北极上空的烟雾(蓝色)。图片来源:https://www.eso.org/public/images/eso0123e/

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

  图4. NASA公布的2007年3月“钱德拉”X射线望远镜拍摄到的木星极光图与“哈勃”望远镜拍摄到的木星图的合成照片。图片来源:http://news.sohu.com/20071226/n254308172.shtml

  土星

  土星的极光的形成过程与木星相似,是由来自磁层的带电粒子撞击土星上层大气层并使其发光产生的,其中磁层是带电粒子被土星磁场捕获的区域。与地球极光不同的是,土星的极光经常是螺旋形的,而且更可能在午夜和黎明前达到亮度峰值。与木星的极光相比,土星的极光与土星内部磁场和附近可变太阳风变化之间的联系有关,它似乎比地球或木星的极光更受太阳风的影响。

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

  图5. 卡西尼号探测器的窄角相机在可见光下于2009年10月5日至8日期间拍摄的土星北部上空闪烁的极光(橙色部分),在此期间卡西尼号探测器在81个小时内一共拍摄了472张图片,并合成了一个小视频,这也是土星极光的第一个可见光视频。这一系列图片还显示,土星的极光幕,也就是发光的大气分子片状结构,沿着土星的磁场延伸,并达到高于星球主体1200公里的高度,这是太阳系中已知的最高的“北极光”。每幅图片经两到三分钟的曝光获得,拍摄位置距土星约280万公里,图片分辨率为3.2km。图片来源:http://ciclops.org/view.php?id=5970

  事实上,拍摄的原始图片是黑白的,对图片进行处理时需要消除宇宙射线和镜头眩光的影响,为了区别图片中的背景噪声,将图片中的极光采用了伪彩色(橙色)显示。在地球上,极光经常呈现绿色,但是科学家并不知道土星上极光的颜色。

  土星的极光和地球一样吗?为了帮助回答这个问题,哈勃太空望远镜和卡西尼号航天器同时监测了土星的南极,卡西尼号于2004年1月接近了土星的南极。哈勃在紫外光下拍摄了图片,而卡西尼则记录无线电发射并监测太阳风。土星上的极光,和地球上的极光一样,大多出现在地球两极附近的高纬度地区。不同于地球的是,土星的极光持续数天,而地球上只有几分钟。

【星空美图】舞动的精灵——太阳系中其他行星的极光①

  图6. 哈勃望远镜拍摄的三张土星极光图片,每张相隔两天。图片来源:https://apod.nasa.gov/apod/ap050222.html

  除了太阳系中体积最大、自转最快的行星木星和最美丽的行星土星外,地球的其他兄弟姐妹中拥有极光的不在少数,下一篇我们将继续带大家领略太阳系中其他行星的极光。

  未完待续......

  作者:熊雅颖,系中国科学院国家天文台助理工程师,中国探月工程地面应用系统数据管理分系统成员。

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 大陆海事部门在台湾海峡西侧水域开展联合巡航

  • 陕西清涧寨沟遗址

独家策划

推荐阅读
万兆元年,谁来领航?是更智慧AI,是更领先的Advance,是刷新极限的速度,还是升级多维的体验?中国移动5G-A商用发布会,重新定义数智新时代,邀您共同见证!3月28日15:00-16:00
2024-03-28 12:36
作为中国大科学装置之一,高能同步辐射光源是由中国科学院、北京市共建的怀柔科学城大科学装置集群的核心装置。
2024-03-28 09:54
2022年8月15日,国际天文学联合会小天体命名工作组发布公告,将国际永久编号为192353号的小行星命名为“王大中星”。围绕大学的根本任务是育才造士这一核心要义,王大中归纳并紧抓建设一流大学的三大要素:大师、大楼和大学精神。
2024-03-28 09:34
坎潘特强调,最新观测表明,精确的星震学技术可用于探测表面温度低至4200℃(比太阳表面低约1000℃)的矮星,为天体物理观测开辟了一个新领域。这一最新结果表明,星震学技术有望详细表征这些恒星及其宜居行星的细节,而精确确定附近冷矮星的年龄对于阐释系外行星上发现的生物特征可能至关重要。
2024-03-28 09:33
记者从自然资源部3月27日召开的例行新闻发布会上获悉:今年是极地考察40周年,自然资源部将开展一系列活动纪念这一重要时间节点。7月北极黄河站建站20周年时,在黄河站举办招待会、研讨会等相关活动,中国第四十一次南极考察期间将在长城站、中山站举行招待会、研讨会等相关活动,“雪龙”号、“雪龙2”号船停靠外港时举行公众开放日活动。
2024-03-28 09:32
联合国教科文组织执行局27日批准18处地质公园列入世界地质公园网络名录,其中包括中国的6个地质公园,分别是长白山世界地质公园、恩施大峡谷-腾龙洞世界地质公园、临夏世界地质公园、龙岩世界地质公园、武功山世界地质公园、兴义世界地质公园。
2024-03-28 09:31
据介绍,除了服务于中国探月工程四期,后续鹊桥二号中继星还可为国内外月球探测提供中继通信支持。
2024-03-28 09:25
涂白防虫、修剪树枝、引水灌溉……每当春天到来,在祖国西北边陲新疆托里县老风口,生态造林工作就紧锣密鼓地开始了。
2024-03-27 10:22
今年我国纪念“世界水日”“中国水周”的活动主题为“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。
2024-03-27 10:21
在齐齐哈尔市甘南县宝山乡巨宏村,村民苑忠国正在准备春耕,多年来通过参与县里的培训,春耕物资的采购对他来说已是轻车熟路。
2024-03-27 10:20
在开展调查监测,评估新污染物环境风险状况方面,《行动方案》提出建立化学物质环境信息调查制度、建立新污染物环境调查监测制度、建立化学物质环境风险评估制度、动态发布重点管控新污染物清单等具体措施。
2024-03-27 10:18
一群“麦哲伦”式的实验物理学家正在高能物理的版图上开疆拓土。而玻色子的发现,正在指向新的“盛宴”。
2024-03-27 10:16
作为古生物学家,徐星是中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员,同时也是云南大学教授,主要从事中生代陆相脊椎动物化石及地层学研究。
2024-03-27 10:15
近期,12P/Pons-Brooks彗星(以下简称12P彗星)成为全球瞩目的对象,我国不少天文爱好者成功观测并拍摄到这位“天外来客”。
2024-03-26 03:25
日前,中办、国办印发《关于加强生态环境分区管控的意见》(以下简称《意见》),明确提出到2025年,生态环境分区管控制度基本建立,全域覆盖、精准科学的生态环境分区管控体系初步形成。
2024-03-26 03:20
眼下正值春耕备耕的关键阶段,突如其来的天气变化,是否会对春耕、农作物造成影响?
2024-03-26 10:16
3月24日是世界防治结核病日。南开大学饶子和院士团队与上海科技大学免疫化学研究所张璐研究员团队合作,首次揭示了抗结核新靶标Rv3806c的冷冻电镜三维结构。
2024-03-26 10:16
25日,中国海油发布消息,我国在渤海超5000米的地层钻探发现一口高产油气井,测试日产油气当量近1400立方米,创造了我国海上深层油气探井日产最高纪录。
2024-03-26 10:15
“绝对安全”的通信是千百年来人类的梦想之一,从摩斯电码到电报、传真,从移动电话到网络通信,通信技术的发展同时带来了各类安全隐患,与通信安全相关的技术一直是科技界、产业界的重点攻关方向。
2024-03-25 10:47
记者从中国科学院近代物理研究所获悉,该所研制的中国超重元素研究加速器装置(CAFE2)取得重大突破,成功实现了14.8粒子微安流强、224兆电子伏能量的束流在靶稳定运行,创造了国际同类装置运行束流参数的最高流强纪录。
2024-03-25 10:07
加载更多