天文学家在木星的四颗最大卫星上探测到新的极光
艺术家描绘的木星卫星 Ganymede 上的氧气极光，这是太阳系中最大的卫星，使用双凯克天文台望远镜从夏威夷岛的 Maunakea 观测到。学分：朱莉·英格利斯
天文学家使用位于夏威夷毛纳基亚的 WM 凯克天文台发现，可见波长的极光出现在木星的所有4颗主要卫星上：木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。
使用凯克天文台的高分辨率阶梯光谱仪 (HIRES) 以及大型双筒望远镜和阿帕奇点天文台的高分辨率光谱仪，由加州理工学院和波士顿大学领导的一个团队观察了木星阴影中的卫星，因此它们微弱的极光，这是由气态巨行星的强磁场引起，可以在没有从它们表面反射的明亮阳光的竞争下被发现。
“这些观察很棘手，因为在木星的阴影下，卫星几乎看不见。它们微弱的极光发出的光是我们甚至将望远镜指向正确位置的唯一证据，”加州理工学院教授兼主要作者凯瑟琳·德克莱尔 (Katherine de Kleer) 说今天发表在《行星科学杂志》上的两篇新研究论文之一描述了这一发现。
所有四个伽利略卫星都显示出与我们在地球两极附近的天空中看到的相同的氧气极光，但木星卫星上的气体要稀薄得多，使深红色发出的光比我们熟悉的绿光亮近 15 倍。
在木卫二和木卫三，氧气也会发出红外线波长，比人眼所能看到的要红一点——这种现象在地球以外的天体的大气层中首次出现。
在木星最内层的卫星艾奥(Io )，火山喷出的气体和尘埃体积巨大，高达数百公里。这些羽状物含有氯化钠和氯化钾等盐类，它们会分解产生额外的颜色。钠使木卫一的极光呈现出与我们在城市路灯中看到的相同的黄橙色光芒。新的测量结果还显示了 Io 的红外光中的钾极光，这是以前在其他任何地方都没有检测到的。
“极光不同颜色的亮度告诉我们这些卫星的大气层可能由什么组成，”德克勒说。“我们发现分子氧，就像我们在地球上呼吸的一样，很可能是月球冰冷大气的主要成分。”
新的测量结果表明存在水的证据极少，这引发了一场关于木星卫星大气中是否含有大量水蒸气的活跃科学辩论。目前认为，木星外层的 3 颗伽利略卫星在其厚厚的冰面下包含液态水海洋，并且有初步证据表明木卫二大气层中的水有时可能来自其海洋或冰壳内的液体储层。
由于木星的强磁场是倾斜的，因此这些卫星上的极光会随着行星的旋转而改变亮度。此外，大气可以响应从温暖的阳光到木星寒冷阴影的快速转变。
“Io 的钠在进入木星阴影后的 15 分钟内变得非常微弱，但在它出现在阳光下后需要几个小时才能恢复，”波士顿大学天文学教授、第二篇论文的第一作者 Carl Schmidt 解释道。“这些新特征对于理解 Io 的大气化学非常有洞察力。木星日食提供了一个自然实验来了解阳光如何影响其大气，这很好。 ”
由于 NASA 的朱诺号任务和詹姆斯·韦伯太空望远镜，四颗卫星上出现的新型极光为木星爱好者本已是黄金时代增添了令人兴奋的一面。如果您有幸在地球上看到极光，请停下来想一想，如果您从木星的一颗卫星上仰望，极光会呈现出多么惊人的景象。
由 de Kleer 领导的关于这项研究的第一篇论文名为“木卫二、木卫三和木卫四的光学极光”。第二篇论文由施密特领导，题为“木星阴影中的木卫一光学极光”。
编辑：澜澜
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