科学家发现木星极冠中也能形成极光

近年来，北欧国家逐渐成为了旅游的热门景点。除了特别的风土人情和文化风景以外，北欧最吸引游客的莫过于那绚丽多彩又变幻莫测的极光。而无论是地球上还是别的星球上的极光，都为行星磁场的组成和运作提供了线索。近日，由来自中美英三国13位学者组成的研究团队对于木星上的极光取得了重大研究进展。

极光是一种等离子体现象，其发生是由于太阳带电粒子流（太阳风）进入行星磁场，使高层大气分子或原子电离产生。在地球上，极光出现在被称为极光椭圆带周围的封闭磁场线上。极光椭圆带是地球磁轴两端附近的高纬度环。

在地球上的极光椭圆带与太阳系中的其他一些行星一样，有一个空极点，称为极冠。这是一个磁场线不相连地流出的地方，因此极光而很少在极冠中出现。极冠中的磁场线相当于我们家中不完整的电路：没有完整的电路，也就没有灯光。

但是，木星同样也有一个极冠——一个能产生闪耀极光的极冠。这令科学家感到困惑。

这项研究使用新开发的木星磁层的全球磁流体动力学模型进行的研究提供了证据，支持了此前曾颇受争议的观点——木星的极冠是由封闭的磁场线贯穿的，而不是完全由开放的磁场线贯穿的。

研究表明，木星上的极地区域基本上都由封闭的磁场线组成，其中仅有一小块月牙形的开放通量区域，只占极冠区域的9%左右。因而其余的地方都是活跃的极光。事实证明，木星的极冠中具有开放线和封闭线的混合。

论文的主要作者Delamere说：“没有任何模型，也没有任何理解来解释你如何能拥有像这种模拟产生的开放磁通的新月，” “它甚至从未进入我的脑海。我想社会上没有人能够想象到这种解决方案。”“对我来说，这是我们了解磁层的主要方式的转变。”

这项研究的发现引发了更多关于太阳风如何与木星的磁层相互作用并影响动力学的问题。木星的极冠为何拥有更多的封闭磁场线？木卫一在多大程度上会影响木星极冠内的磁场线？带着这些问题，科学家仍然在探索木星磁层的磁力结构。

参考资料：

University of Alaska Fairbanks. "New research reveals secret to Jupiter's curious aurora activity." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 April 2021..