科学家在木星极光中发现前所未见的等离子波

明尼苏达大学双城分校的一个研究小组在木星极光中发现并研究了一种此前未知的等离子体波。这一发现为了解其他行星的极光活动提供了新的视角，进而加深了我们对地球磁场如何保护地球免受太阳有害辐射的理解。

这张由美国宇航局朱诺号探测器于2016年拍摄的图像展示了木星的北极区域。朱诺号相机在木星最接近木星前约两小时拍摄了这张照片，当时探测器距离木星约12万英里。图片来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

该研究结果发表在《物理评论快报》上，这是一本同行评审、多学科、高影响力的科学期刊。

这一发现来自美国宇航局朱诺号航天器在历史性地低空飞越木星北极时收集的数据。这为研究人员提供了首次应用先进数据分析技术详细研究木星北极地区的机会。

明尼苏达大学物理与天文学院助理教授阿里苏莱曼说：“詹姆斯韦伯太空望远镜为我们提供了一些极光的红外图像，但朱诺号是第一艘绕木星极地轨道运行的航天器。”

像木星这样的磁化行星被等离子体包围，等离子体是一种过热的物质状态，原子分裂成电子和离子。这些带电粒子被汇聚到行星大气层，激发大气气体，产生极光。在地球上，这个过程形成了我们熟知的南北天空的绿光和蓝光。相比之下，木星的极光只能在紫外线和红外线波段出现，因此需要专门的仪器才能观测到。

研究小组的分析表明，由于木星极地等离子体的密度极低，再加上其强大的磁场，等离子体波的频率非常低，与之前在地球周围观测到的任何现象都不一样。

明尼苏达大学物理与天文学院教授、等离子体动力学专家罗伯特·莱萨克说：“虽然等离子体的行为像流体，但它也会受到自身磁场和外部场的影响。”

这项研究还揭示了木星复杂的磁场如何使粒子涌入极冠，这与地球不同，在地球上，极光在极冠周围形成了一个甜甜圈状的极光活动。研究人员希望随着朱诺号任务的继续，能够收集更多数据，以支持对这一新现象的进一步研究。