哈勃望遠鏡拍攝到的土星極光

哈勃太空望遠鏡拍攝的一系列畫面，展示了這顆行星令人嘆為觀止的極光。點擊此處觀看視頻

在2017年的七個月內，太空望遠鏡利用其成像光譜儀分析了土星北半球夏至前後的極光現象——這是觀測它們的最佳時間。

極光是由太陽風產生的，主要是質子和電子。它們與地球磁場中的帶電粒子相互作用。

帶電粒子傾盆而下進入電離層並沿著行星的磁場線運動到兩極，在那裡它們看起來就像是天空中的霓虹燈，通常是綠色，但有時是紅色或藍色，產生強烈的無線電波。

這不是地球上獨有的現象——雖然即便在地球上也不是太過常見。在太陽系中，其他行星也有極光——木星、土星、天王星和海王星。並且系外行星也顯示出極光活動的證據。

它們與我們地球的極光並不完全相同。例如，木星的永久性極光不是由太陽風引起的，而是某種尚未搞清的神秘機制。

雖然土星主要的極光環似乎是太陽風產生的，但還有一些……不是。這也是一個謎。

並且，與地球的極光不同，土星(以及木星，天王星和海王星的物質)在可見光譜中是不可見的，因為引起它們的主要是基於氫的相互作用。

但太空望遠鏡成像光譜儀可以看到它們輻射出的紫外線。為了製作這張圖片，我們將極光的紫外線數據添加到行星的光學數據中，然後合成動態效果。

成像光譜儀下的土星，調節成可見光效果ESA/Hubble, NASA & L. Lamy (Observatoire de Paris)

哈勃的觀測任務也恰好與卡西尼的劇終任務同時進行，因為這可能是卡西尼最後一次執行觀測任務——然後它可能就陷入到長眠之中——所以，對行星的極光區域進行了比以往更近距離的觀察。

哈勃團隊表示，綜合數據顯示了豐富多樣的極光活動。

「極光的變化受到太陽風和土星快速自轉的影響，土星一天只有大約11個小時。」他們在一張發布的圖片中寫道。

「除此之外，北極光顯示出兩個截然不同的亮度峰值——黎明時和午夜之前。後一個高峰，以前未見報告，似乎是直接受制於太陽風與土星磁場作用的結果。」

在哈勃以前對土星極光的觀測中，就發現了無線電波活動的證據——這與地球極光類似——同時，極地極光不對稱分布表明土星磁場分布不均勻。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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