【木星南北極現暗紫外線斑點 揭示磁場與大氣深層聯繫】

綜合外媒報導,美國加州大學柏克萊分校的科學家近日發現,木星南北兩極存在 巨大的暗紫外線斑點,其面積堪比地球,並揭示這些斑點可能由磁場驅動的渦旋所引發,進一步凸顯木星磁場與大氣層之間的深層互動。這些斑點位於木星極區濃密的平流層霾霧中,通常隱藏於類似地球極光的亮區之下。紫外線影像顯示,斑點吸收更多紫外線,因而呈現 深色橢圓形 外觀。

研究發現,這些斑點在木星南極的出現率高達 75%,而北極卻僅偶爾出現。斑點生成的動態過程與木星的強磁場密切相關,其影響深度超越地球極光範圍,甚至深入至木星大氣層的平流層。哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)早在1990年代首次探測到這些斑點,卡西尼號(Cassini)太空船於2000年飛越木星時也曾拍攝到類似現象。然而,直到近期,柏克萊分校本科生坪田(Troy Tsubota)系統分析哈伯資料後,才證實南極斑點是木星的 常見特徵。

分析顯示,自1994年至2022年間,南極共出現 8個斑點,而北極僅發現 2個。這些斑點通常會隨機出現並在短時間內消失,與木星大紅斑的持久穩定形成強烈對比。研究認為,這些斑點的形成與磁場引發的 渦旋活動 有關。英國北安普頓大學的史塔拉德(Tom Stallard)指出,渦旋可能由木星磁場線與木衛一(Io)噴發的電漿層之間的摩擦產生,並在木星的電離層中高速旋轉。渦旋逐層減弱,最終在平流層霾霧中攪動形成濃密斑點,其霾霧厚度可達一般的 50倍。

此外,渦旋的主要驅動因素是動力作用,而非化學反應。這些現象進一步揭示木星磁場與大氣層的複雜互動,並暗示木星極區的磁動力學特性可能與其他巨行星有所不同。本研究成果發表於《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊,並受益於NASA OPAL計畫(外行星大氣遺產計畫)的年度觀測數據支持。該計畫專注於巨行星大氣動態的長期觀測,為揭示木星磁場、大氣層及衛星交互作用提供了寶貴資料。

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