最新觀測:彗星周圍竟然出現怪異的紫外線極光

據國外媒體報道,極光是地球上層大氣層發光電離粒子釋放出舞動的光芒,在太陽系內除水星之外其他行星的大氣層均存在這種現象,甚至木星的衛星木衛三和木衛二也有極光。然而,在此之前科學家從未探測到彗星極光,但近期「羅塞塔」探測器最新觀測數據分析表明,67P彗星周圍釋放出遠紫外線極光輻射。

最新觀測:彗星周圍竟然出現怪異的紫外線極光

「羅塞塔」探測器最新觀測數據分析表明,67P彗星周圍釋放出遠紫外線極光輻射。

美國西南研究所物理學家吉姆·伯奇說:「我已研究地球極光50年時間了,在沒有磁場的67P彗星附近發現極光是令人驚訝和着迷的。」

極光是由大氣層中帶電粒子刺激作用下產生的,在地球上,太陽風吹入磁層,並與磁層的帶電粒子發生交互作用。這些帶電粒子像雨點一樣降至上層大氣層,沿着磁場線抵達極地,在這里形成漣漪般的光幕。

但是極光在不同天體的作用不同,木衛三和木衛二的極光是由木星磁場相互作用產生的。迄今科學家並未發現金星自身無法形成磁場,但與太陽風的交互過程中產生一個強大到足以形成極光的磁場。

火星大氣層非常稀薄,但其微弱的磁場可以產生極光,木星的永久極光並非太陽風所致,而是源自某種亟待發現的神秘機制。

雖然土星的極光環似乎是由太陽風產生的,但部分極光的形成是無法預測的,這仍是一個未解謎團。67P彗星甚至沒有一個「外借」磁場,但這顆彗星擁有大氣層,這是一種被稱為彗發的氣體外殼,當活躍彗星足夠靠近太陽時,它就會將其中的冰升華釋放。

「羅塞塔」探測器「愛麗斯」儀器的遠紫外線光譜儀在67P彗發中探測到遠紫外線輝光,「愛麗斯」儀器的離子、電子傳感器(IES)探測到一個更大的驚喜發現——來自太陽風的電子。

西南研究所天文學家喬爾·帕克稱,最初我們認為67P彗星釋放的紫外線輻射是一種被稱為「晝光」的現象,是太陽光子與彗星氣體相互作用的結果。我們吃驚地發現紫外線輻射是極光,但不是由光子驅動產生,而是由太陽風中的電子驅動。太陽風分解彗發中的水和其他分子,並在彗星附近的環境中加速。

研究小組模擬了一顆微弱逸出氣體的彗星,並發現覆蓋在彗星周圍的行星際磁場足以為加速太陽風電子提供路徑,進入由彗星核周圍電場產生的勢阱(potential well)。

然而,由於67P彗星並沒有自身磁場,其極光處於彌漫擴散狀態,與地球和火星上由太陽風刺激形成的「封閉極光」形成鮮明對比。研究人員指出,67P彗星極光的加速和激發過程使得該極光現象是太陽系獨一無二的。

該發現可能為理解極光是如何在整個太陽系中產生提供新線索,但是彗星的極光可作為認知太空氣象的工具,通過探測太陽不同距離的輝光,天文學家可以了解很多關於太陽風中電子變化的信息。目前,這項最新研究報告發表在近期出版的《自然天文學》雜志上。

來源:cnBeta