木星奇异的脉动极光比我们想象的还要神秘

北极光和南极光在高空大气中闪耀，柔和而明亮——而在木星上，却显得有些奇怪。

木星和我们的星球一样，两极附近有明显的极光（北极光的另一个名称）。极光是在带电粒子被行星或棕矮星的磁场加速并撞击大气层时形成的，在夜空中形成美丽的光亮。就木星而言，其极光发出的许多电磁波都是 X 射线——人眼看不见，但却是进一步了解木星极光形成方式的关键。

在本周发表于《自然天文学》的一项研究中，天文学家宣布，他们终于能够利用 2007 年和 2016 年 XMM-牛顿和钱德拉太空天文台的数据详细观察木星南部的 X 射线热点。令人惊讶的是，木星的 X 射线热点在半球并不完全同步。

在南半球，富含X射线的极光以恒定的速率脉动，大约每九到十二分钟出现一次。北半球的极光则更加不稳定。它变暗和变亮的速度似乎与南半球的极光无关。这与地球不同，在地球上，由太阳活动引起的极光往往会以可预测的方式影响南北两极。

“木星 X 射线热点的行为提出了一个重要问题：这些极光的产生过程是怎样的，”研究报告的共同作者 Licia Ray 在一份声明中说道。“我们知道，太阳风离子和氧离子与硫离子的结合与极光有关，氧离子和硫离子最初来自木星的卫星木卫一的火山爆发。然而，它们在产生 X 射线辐射方面的相对重要性尚不清楚。”

科学家之前发现太阳风暴导致木星极光活动增强，但他们感兴趣的是，其他因素（例如木星的巨大磁场）是否对极光的形成有更大的影响。

木星的极光也带来了其他谜团。上个月，NASA 科学家测量了木星磁场中旋转的大量能量，这种能量产生了地球上最明亮的极光，但强度是地球上的数十倍。但奇怪的是，这些高能量并没有在木星上产生最强烈的极光，这也是木星极光与我们的极光不太匹配的另一个原因。

为了解决这些谜团，他们必须进行更仔细的观察。目前位于木星的朱诺号航天器没有 X 射线观测仪器，但它可以对可见光、无线电波和其他形式的电磁辐射进行其他测量。结合更远的 X 射线天文台，研究人员希望他们能够将 X 射线热点的观测结果与朱诺号在大气中观察到的其他物理过程相匹配，并最终揭示出这种极光的模糊起源。