哈勃望远镜首次发现天王星极光

2015-10-24 10:55 作者:admin 来源:
据国外媒体报道,科学家利用哈勃太空望远镜,首次捕捉到天王星上空的美丽极光画面。这场壮观的天王星光影展由短暂、微弱的发光斑点组成,这与经常出现在地球极区周围的色彩斑斓的光幕完全不同。

  研究人员通过新观测资料,在天王星的光面(从哈勃太空望远镜方向看到的天王星的一面)两次发现光斑。以前只能利用从附近飞过的飞船上的仪器,才能观测到这种遥远的极光。地球上的极光会在长达数小时内把天空渲染成绿色和紫色,但是新发现的天王星极光与之不同,它显然只能持续几分钟。通常极光是磁气圈的一大特征。磁气圈是一颗行星的周围区域,它受磁场控制,通过太阳发出的稳定带电粒子流——太阳风形成。

  当带电太阳风粒子在磁气圈里加快速度,在磁场的指引下靠近磁极时,就会在大气层里形成极光,这也是地球极光常出现在高纬度地区周围的原因。法国默顿巴黎天文台的天文学家劳伦-拉米负责领导了这项新研究,他表示,但是与地球(甚至是木星和土星)相反,人们对天王星的磁气圈知之甚少。他的科研组获得的研究成果发表在《地球物理研究快报》上,该科研组包括来自英国、法国和美国的研究人员。

天王星上的极光比地球上的更加昏暗,这颗行星距离地球超过25亿英里(40.23亿公里)。以前从地球上进行的发现这种昏暗极光的尝试均以失败而告终。25年前,当“旅行者2”号飞船从天王星附近飞过时,天文学家才得以看到这颗行星的美丽极光。拉米博士说:“这颗行星仅被仔细研究过一次,那是在1986年‘旅行者’号从它附近飞过时。自此以后我们再没机会获得有关这个独一无二的磁气圈的新观测资料。”

  行星学家清楚,从旋转轴的方向上来看,天王星是太阳系行星中的一个怪物。其他行星像正在正常旋转的陀螺一样围绕太阳运行,而天王星则像一个已经侧翻但是仍在旋转的陀螺。据研究人员猜测,新观测到的极光与众不同的外表是由天王星的旋转怪异性及其磁轴的罕见特征造成的。天王星的磁轴偏离它的中心,并与旋转轴呈60°角,与地球的11°角相比,这是一个非常极端的倾斜度。

 2011年发现的极光不仅与地球上的极光不同,而且与以前借助“旅行者2”号发现的天王星极光不一样。几十年前当这艘飞船从天王星附近飞过时,这颗行星正位于它的至点附近,它的旋转轴指向太阳。在这种情况下,天王星的磁轴与太阳风的粒子流呈很大的角,产生的磁气圈与地球磁气圈类似,只是变化更大。拉米表示,在1986年的至点环境下,极光比现在观测到的持续时间更久,而且主要是出现在该行星的夜面,这与地球上观测到的极光类似。

  然而哈勃太空望远镜看不到天王星的远侧,因此研究人员不清楚那里会产生哪种类型的极光。这些最新观测资料是在天王星位于昼夜平分点时获得的,此刻该行星的旋转轴两端都不指向太阳,而且旋转轴的方向几乎与太阳风的方向垂直。更好地了解天王星的磁气圈,将有助于科学家检验他们的理论:地球磁气圈是如何产生作用的。