馬偉宏 2008年06月24日 16:03
英國科學家發現,土星上可能存在另一種新型極光。這種極光在極地的周圍產生了一個昏暗的光環,而土星的恩克拉多斯衛星的碎片可能與這種極光的產生有密切的關係。
土星的極光為橢圓形,週期性照亮極地。人們認為這種極光與地球北極光的形成很相似。地球北極的極光是太陽風(輻射微粒流)的電子穿透地球的磁層時出現的,這些電子同上層大氣層發生作用,就可以形成類似煙花一般的奇異極光。
但是天文學家認為,土星上還可能存在另外一種類型的極光。這種新型極光非常昏暗,人們很難發現它們。英國萊斯特大學的斯塔拉德及其同事利用地球上的觀察儀器觀測了土星南極的紅外線,發現土星橢圓形極光的外部,還有帶電粒子發出的光芒,從而發現了這種新型極光。
天文學家認為,土星的新型極光雖然可能與土星環有關,但恩克拉多斯衛星更可能是元兇。這種極光的起源可能與木星極光極為類似。木星的衛星艾奧上存在大量的火山,艾奧與其他木星衛星每秒向木星的軌道上噴發大約一噸左右的物質,進而形成了木星極光。2005年天文學家發現,土星的恩克拉多斯每秒鐘向土星軌道上噴發大約100多公斤的物質。天文學家目前正試圖發現恩克拉多斯衛星與土星磁場相互作用的直接證據,以證明這個觀點。科學家曾發現,木星的極光是由於其木衛二衛星噴發物質所形成,而科學家還未曾發現土星極光存在類似的情況。
科學家認為,該發現揭示了極光是如何在擁有強大磁場的行星上形成的,並有助於建立太陽系外極光形成的模型。
昏暗光環
土星第二種極光環太昏暗,以至於難以觀察到。為發現它,斯塔拉德及其同事利用地面儀器用紅外線光觀察土星的南極。他們發現土星南極帶電粒子的光芒擴展到了土星主要極光環之外。研究人員表示餵養第二極光的物質可能離開了土星環,不過他們認為恩克拉多斯更有可能是"主謀"。
如果天文學家能發現恩克拉多斯和土星相互作用的直接證據,它們之間的關係將非常清晰。在木星極光中發現的亮點表明木衛一和木衛二為此極光提供了營養物質,但土星極光中還沒有發現類似的亮點。
建立太陽系外行星極光形成模型
此發現揭示了具有強大磁場的行星是如何形成極光的。美國波士頓大學的約翰克拉克說:"此論文表明土星有一些極光形成過程類似於木星。"但需要對第二種極光做進一步的觀察,看它們是如何及時變化的。進一步的研究可能有助於建立太陽系外行星極光形成的模型。
下一步的地面觀察可能要等上5年或以上,直到土星的北極朝向我們才行。不過,斯塔拉德說卡西尼飛船可能提前解開此新發現的極光之謎。