木星和土星|木星和土星有热量 并且来自于极光

木星和土星 , 是两颗气态巨行星;天王星和海王星 , 是两颗冰态巨行星 , 它们一直被公认为是太阳系内最为冰冷的领域 。
直到美国旅行者号航天器在20世纪70年代末和80年代从它们身边驶过时 , 科学家们才发现这四个冰冷的世界都在散发着行星热 。
这一发现就像在冰箱里发现一团篝火一样令人震惊 。
木星和土星|木星和土星有热量 并且来自于极光
文章图片
地面望远镜以及伽利略号和卡西尼号航天器的后续观测表明 , 它们的行星范围内的发热一直持续到现在 , 并且温度很高 。
例如 , 木星的低纬度地区 , 应该是寒冷的-110摄氏度 。 然而 , 那里的大气层则高达325摄氏度 。
那么问题来了 , 木星上的热点从何而来?
一支日本天文研究团队发现了木星和土星的热量来源 , 那就是它们的极光 。
这些结果来自于对这两颗气态巨行星高层大气的详细测量 。
土星的大气温度是由卡西尼号航天器在最终使其进入该行星的机动过程中拍摄的;木星的大气温度是用夏威夷一座巨型火山顶上的望远镜拼接而成的 。
两者都显示 , 在两个磁极下面的极光区附近 , 大气层是最热的 。
当接近赤道时 , 温度就会下降 。
很明显 , 极光带来了热量 。
而且 , 就像散热器一样 , 热量随着距离的增加而减少 。
木星和土星|木星和土星有热量 并且来自于极光
文章图片
行星 , 从我们自己的太阳系中的行星到那些围绕遥远恒星运行的行星 , 大气层并不总是恒久不变的 。
许多气体包络层随着时间的推移而被破坏 , 在某些情况下 , 将巨大的世界变成微小的且不适合居住的躯壳 。
天文学家希望能够将这些行星与可居住的、类似地球的行星区分开来 。
首要前提是要知道外层大气的温度 , 因为那是气体流失到太空的地方 。
目前 , 地球上的北极光和南极光还没有被完全理解 , 但基本情况是清楚的 。
太阳向太空发射了大量的磁场和高能粒子 , 称为太阳风 。
当太阳风到达地球时 , 它们与地球自身的磁泡发生作用 , 被称为磁层 。
然后高能粒子螺旋式下降到地球的南北磁极 。
在那里 , 它们在高层大气中撞击气体原子和分子 。
这些撞击使气体暂时获得能量 , 从而发出可见的闪光 。
一般而言 , 极光需要三种成分:高能粒子源、磁场和大气层 。
木星和土星恰恰具备这三种要素 , 但是这两个星球的极光都不像地球的极光 。
地球的磁场来自于我们脚下深处的液态镍铁合金的搅动 。
但是木星和土星作为气态巨行星并没有液态铁的核心 。
这些行星的巨大引力挤压着其外核中大量的液态氢 , 以至于氢的电子被释放出来 。
这个过程将氢变成了一种产生磁力的金属 。
木星的磁层是太阳系中最大的结构 , 它的尾巴一直延伸到土星 , 甚至可能更远 。
气态巨行星并不能依靠来自太阳风的丰富的高能粒子或等离子体的供应 , 这些粒子会随着与太阳的距离增加而消散 。
它们依靠的是火山炼金术的行为 。
木星的大部分等离子体来自它的卫星木卫一 , 这是科学界已知的最多火山的物体 。
木卫二的岩浆喷发几乎持续不断 , 将大量的火山物质抛入太空;在那里 , 它沐浴在阳光下 , 变得电光火石 , 然后洒向木星 。
土星的大部分等离子体来自于土卫二 , 这是一颗镜子般的冰冷卫星 , 向太空喷射出壮观且冰冷的水态物质 。
这些等离子体射入行星的扩张性磁层 , 使它们加速进入两极 。