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土星跳躍的極光
（2006年06月08日 14:53）
來源︰《太空探索》
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□作者:
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土星跳躍的極光並不像25年來科學家所預想的那樣。由美國波士頓大學的天文學家John Clarke領導的科研小組的最新研究成果推翻了以前關于土星的磁場作用以及極光產生的理論。
通過遙控位于地球軌道上的哈勃空間望遠鏡和正在土星軌道上的卡西尼號土星探測器來觀測土星的南極區域，科學家們發現土星的極光根本不像人們長時間以來所認為的那樣︰土星的極光混合有木星和地球極光的某些特征，屬于一種過渡類型。紅寶石顏色的極光偶爾橫貫土星的整個天空，這可能是我們太陽系中獨一無二的。
哈勃望遠鏡利用幾周的時間拍攝了一些土星極光紫外波段的照片，而卡西尼探測器則在測量激發極光的太陽風的同時記錄下同一區域的無線電發射。將所有這些測量結果綜合到一起就會得到一份有關土星極光的非常精確的資料。
觀測顯示，土星極光的特征每天都在改變，就像地球上的極光那樣，某幾天四處游走，而某幾天卻固定不動。但是與地球相比，土星極光通常會持續幾天而不是十幾分鐘。
觀測結果還令人驚訝地指出，太陽的磁場和太陽風在土星極光的產生機理上較之前所預計的起了更重要的作用。將哈勃拍攝的圖像和卡西尼對太陽風測量的結果結合在一起，發現在土星上是太陽風的壓力驅動了極光風暴。而在地球上，極光風暴的產生主要是因為太陽風所攜帶的高能粒子跟地球高層大氣相互作用產生的，由于地球磁場的影響，所以多在兩極出現。
從宇宙空間里看，極光就像一個光環圍繞在土星的南極，那里也是土星的磁極。當空間中的帶電粒子同土星的磁場相踫撞，涌入極區上層大氣的時候，能量以可見光或者電磁波的形式釋放出來，極光就發生了。
科學家在很長時間內都相信，土星極光的發生機制同地球以及木星類似。在地球上，極光的產生被認為與太陽風有關；在木星上，極光的產生被假定與離子光環和環繞在木星周圍的帶電粒子有關。
但是，就像研究小組看到的那樣，盡管土星極光同其它行星的極光有些類似的特征，它們在本質上還是同地球或者木星不同。當土星極光變得明亮時（也就是說撞擊產生的能量更多），環繞極區的這個能量環就會在直徑方向上收縮。而當地球上的極光變得明亮時，極區的上空用不了幾分鐘就會被光芒所充滿，接著光環就會變暗，然後就飄散開來。通常木星的極光會隨著太陽風的變化，每月大約只會變亮一次。
土星極光的亮度看起來只會在那些由夜晚變為白天的區域上空有所增強，而不像其它兩顆行星那樣。在某個確定的時間內，土星的極光環更像是螺旋。
科學家們下一步將查明太陽磁場將如何點燃土星極光，而太陽風究竟在土星極光的產生過程中起到怎樣的作用。
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