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x射線 究竟是什么原因造就了木星的極光？

許多人都對極光有所了解，它們被認為是我們這個星球上最神秘、最迷人的事物。極光通常出現(xiàn)在北極和南極附近的高緯度地區(qū)，相應的名稱分別為北極光和南極光。 然而，直到2016年我們才第一次看到太陽系中另一顆行星的極光——木星極光。

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圖解：木星的極光。在左邊遠方的亮點是埃歐場線的終點；在圖片底部的斑點是甘尼米德和歐羅巴。
我們已經(jīng)探究清楚了木星極光的成因，但在深入了解木星那顆遍布火山的衛(wèi)星、解析那顆遙遠星球的極光如何形成之前，讓我們先來看一下地球上的極光。
如上所述，地球的北極和南極經(jīng)常閃耀著絢爛的光帶，這種絢爛的光帶通常被稱為極光。由于北半球有更多的陸地，因此，北極光更容易引起人們的關注。北極光通常呈現(xiàn)綠色，有時也在天空中顯示為紅色、藍色或者紅黃色。它們會以多種不同的形式出現(xiàn)，但往往是從東向西延伸，穿越兩側(cè)的地平線。
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簡而言之，這些令人驚嘆的場景是由太陽引起的。我們的太陽噴發(fā)出的太陽風，基本上都是強大的質(zhì)子和中子爆發(fā)，以驚人的速度沖向地球。當有太陽風暴時，情況更嚴重，十億噸氣體云和帶電粒子直接噴射到我們的地球上。這種快速移動的高能帶電粒子流的強度和速度各有不同，但當它與地球的磁層接觸時，就會發(fā)生一些奇妙的事情。
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磁場可以非常有效地保護我們的地球免受這種致命的輻射，但是來自太陽風的一些能量粒子會滲入地球周圍的這個保護罩。粒子所帶的能量可以轉(zhuǎn)換為電磁能量儲存，但這很不幸地可能會引起磁場的失衡。溢出的能量會以加速電子的形式被釋放出來，當這些電子撞擊地球大氣中的空氣分子（氧氣和氮氣）時，它們會激發(fā)粒子到更高的能級。當電子經(jīng)過而空氣分子回到較低的能量狀態(tài)時，它們會發(fā)出彩色光。氮分子通常發(fā)出綠色光，而氧分子發(fā)出藍色光。
（氮分子通常是藍紫光，氧分子通常是紅藍光）
這就是為什么極光通常看起來像波浪亦或是像被風吹動的窗簾。這正是正在發(fā)生的事情，窗簾可以看作是我們的大氣層，風從太陽一路吹來。
真正的問題是，這是如何與最近在木星上發(fā)現(xiàn)的令人驚嘆的極光扯上關系的？
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旅行者一號實際上在1979年便第一次觀測到了木星的極光，直到20世紀90年代，研究人員才意識到，木星的極光比最初的預期還要多得多，并且比最初認為的要大得多。哈勃空間望遠鏡拍攝了木星圖像的紫外光譜，發(fā)現(xiàn)木星極光實際上比最初想象的要亮幾千倍。
錢德拉X射線天文臺進一步研究表明：大部分極光實際上是以X射線的形式射出，人眼看不見。說出來可能無法相信，那些X射線極光比我們整個地球都大！
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與地球不同，地球極光根據(jù)太陽風的強弱而變化，木星上的極光卻永遠不會停止！盡管強烈的太陽風暴會導致木星極光比正常強，但木星上的極光不是純粹的來自太陽風。
首先，木星具有令人難以置信的高速自轉(zhuǎn)。木星內(nèi)部可以容納1,321個地球，然而這個星球每10個小時便甩動它的整個重量來圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)一圈。這顆行星強大的磁場也以這種速度瘋狂旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生了驚人的大量電力。 事實上，木星的極點產(chǎn)生大約1000萬伏特的電力。
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類似于地球的磁場，帶電區(qū)域與附近的所有粒子相互作用，將它們拉入巨大的電壓風暴中。當這些粒子被猛烈地拖向行星表面時，電子被從粒子中剝離，然后粒子在電子減速并接近表面時再將之吸引回來。在這種極快速的電荷交換反應過程中，大量的X射線被噴射到木星極地周圍的空間中。
雖然在這個過程中消耗了來自大氣層的正常粒子，但是還有相對恒定的其他粒子供應到木星的軌道中。艾奧(Io)是木星上的一個伽利略火山衛(wèi)星，非常不穩(wěn)定，其地表上有數(shù)百個火山噴出氧氣和硫磺。那些火山噴發(fā)出來的氣體粒子逐漸進入木星的極地區(qū)域，當這些粒子的電子被剝離然后再被吸引回來時，導致極地周圍發(fā)射出幾乎恒定的X射線

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