哈勃望遠鏡捕捉到土星南北兩極極光(視頻)

發表:2010-02-16 22:10
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哈勃望遠鏡捕捉到土星南北兩極極光

據英國《每日郵報》報導,哈勃太空望遠鏡捕捉到土星神奇的「光影表演」:極光。更為難得的是,「哈勃」同時捕捉到了土星南北兩極的極光現象。由於土星繞太陽公轉的原因,在30年內只有兩次機會能同時觀測到土星兩極的極光現象。

眾所周知,在地球南北兩極存在神奇的極光現象。其實太陽系內的土星和木星都存在極光現象。這些星球上的極光現象,都是太陽帶電粒子(太陽風)同大氣層中的氣體分子相互作用形成的。此前,哈勃太空望遠鏡多次觀測到土星極光現象,但是同時觀測到土星南北兩極極光實屬罕見。

要想同時觀測到土星南北兩極的極光現象,土星光環必須側面朝向哈勃,而且必須能同時觀測到兩極。土星繞太陽公轉的週期大約為30年,在土星公轉週期內,這種難得的觀測機會只能出現兩次。哈勃太空望遠鏡將沒有機會再次同時觀測到土星兩極的極光,因為到再次出現這種觀測機會時,哈勃早已經退役。

在地球上,極光是由於沿地球磁場線的太陽帶電粒子流進入大氣層所致。太陽帶電粒子流就是俗稱的太陽風。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱為「太陽風」。「太陽風」在地球上空環繞地球流動,以大約每秒 400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏鬥,尖端對著地球的南北兩個磁極,因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個「漏斗」沉降,進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣,受到「太陽風」的轟擊後會發出光芒,形成極光。在南極地區形成的叫南極光,在北極地區形成的叫北極光。

對哈勃捕捉到的土星極光照片進行研究的天文學家發現,土星南北兩極極光存在細微的差別。包含北極光的明亮橢圓形區域相比南極光出現的區域,顯得稍小而且更緊密。研究人員表示,這表明土星磁場分布並不對稱。由於北極附近的磁場更強,太陽帶電粒子被加速到更高的能量。

此外,土星極光的最大特點在於其出現的高度--這種絢麗景象通常出現在距離土星表面超過1200公里的高空。比較而言,地球上的極光多出現於100-500公里的高度上。科學家們認為,這種高度上的差異主要是由於各行星大氣成份的不同造成的。構成地球大氣的主要成份為較重的氮氣和氧氣,因此,只有在較低的高度上才能達到產生極光所需的氣體密度。而土星大氣主要由較輕的氫氣構成,因此極光出現的高度要遠大於地球極光。

哈勃觀測團隊成員、英國萊切斯特大學喬納森-尼科爾斯博士說:「哈勃被證明是人類最重要的科研工具之一。英國科研小組首次領導了一項哈勃觀測專案,並觀測到另一顆星球上的極光現象。」尼科爾斯說:「這些圖片有獨特的科學價值,這尤其令人興奮。哈勃太空望遠鏡將再也沒機會獲得類似的圖片。因為哈勃是在一個非常有利的位置進行觀測的,靠近土星赤道平面。」

尼科爾斯說:「由於土星的公轉週期非常長,哈勃將無法再次觀測到這種神奇的景象。因為在包括地球的其他星球上,無法同時觀測到南北兩極的極光現象,所以這組土星南北兩極極光照片非常有科學價值。」「這些圖片揭示了土星磁場的特性,以及土星極光形成的原理。」



来源:新浪網

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