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“卡西尼”号成功拍摄到土星极光美景(图)

“卡西尼”号成功拍摄到土星极光美景

据美国国家宇航局网站报道,“卡西尼”号探测器日前成功拍摄到了土星上的极光现象。借助该探测器传回的数百张照片,科学家们还成功合成出了这一罕见现象运动的图像。

据科学家们介绍,土星上极光现象的形成机制与太阳系中其他行星上的完全相同,均是来自太空的带电粒子与行星磁场发生作用的产物。此前,科学家们还曾观测到过出现在木星和太阳系其他行星上的极光现象。

不过,研究人员强调称,土星极光的最大特点之处在于其出现的高度--这种绚丽景象通常出现在距离土星表面超过1200公里的高空。比较而言,地球上的极光多出现于100-500公里的高度上。

科学家们认为,这种高度上的差异主要是由于各行星大气成份的不同造成的。构成地球大气的主要成份为较重的氮气和氧气,因此,只有在较低的高度上才能达到产生极光所需的气体密度。而土星大气主要由较轻的氢气构成,因此极光出现的高度要远大于地球极光。

研究人员介绍说,极光是由于沿磁场线的带电粒子流进入行星大气层所致。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。“太阳风”在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到“太阳风”的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光,在北极地区形成的叫北极光。

而木星和土星的许多极光是由于带电粒子被它们的磁场环境捕获所致,但这不是所有极光形成的原因。木星的主要极光环由木星磁场环境的内在相互作用造成,其大小保持恒定。木星极地电场能够捕获它所发现的带电粒子并把它们吸入到大气层中。这些带电粒子的来源即包括太阳风,同时还有木星卫星爱莪的一个丰富粒子来源,它能够喷射出氧和硫离子进入到木星旋转的磁场。这些离子进入到木星的两极,因为那里的电场把它们抛向木星大气的下面。在进入大气层时,粒子的电子首次被它们遇到的分子所剥离,但当它们的速度降低下来后,它们再次获得电子。这种电荷交换反应产生了强烈的x射线极光。而土星的主要极光是由太阳风引起,极光的大小随太阳风的改变而剧烈变化。

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