美國國家航空暨太空總署(NASA)的朱諾號太空船在木星的極光區域偵測到一種前所未見的電漿波,這項重大發現為深入理解木星的磁場環境及其與帶電粒子交互作用的方式提供了新的視角。此研究成果已於2025年7月16日發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)。
由明尼蘇達大學雙城分校的研究人員主導的這項發現,揭示了一種被稱為「阿爾芬-朗之謬波」(Alfvén-Langmuir wave)的混合電漿波。這種波的獨特之處在於,它起始於阿爾芬波,但在木星極區極端的環境條件下,會轉變為朗之謬模式。科學家們將這種現象歸因於木星強大的磁場與其極區極低密度的電漿環境,這使得電漿波能夠以異常低的頻率振盪,這與地球上觀測到的極光現象有顯著差異。
朱諾號太空船獨特的極區軌道飛行任務,使得研究團隊能夠以前所未有的細節分析木星北極區的極光現象。與過去主要集中於赤道軌道的任務不同,朱諾號的軌道使其能夠近距離接觸木星的極區,從而獲得了關鍵的數據。明尼蘇達大學物理與天文學系的助理教授阿里·蘇萊曼(Ali Sulaiman)強調了朱諾號極區軌道的重要性,他指出,儘管詹姆斯·韋伯太空望遠鏡提供了木星極光的紅外影像,但朱諾號是首艘繞行木星極區的太空船,這為科學家們提供了獨特的觀測機會。
這項發現不僅加深了對木星自身極光動態的理解,更對認識宇宙中的空間天氣現象具有廣泛的啟示。研究人員認為,類似的電漿環境可能存在於其他帶有磁場的行星,甚至恆星上。因此,對木星極光中新型電漿波的研究,有助於建立更精確的空間天氣模型,並理解磁場在保護行星免受太陽輻射方面的作用,這對地球的太空天氣預測和衛星安全至關重要。
由明尼蘇達大學、愛荷華大學及西南研究所的科學家組成的研究團隊,正持續分析朱諾號任務提供的數據。未來的研究將進一步探討這些電漿波的形成機制及其與高能粒子之間的相互作用,以期更全面地揭示行星磁層的複雜運作。這項突破性發現再次證明了太空探索對於拓展科學知識邊界、揭示宇宙奧秘的關鍵價值。