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土星跳跃的极光
（2006年06月08日 14:53）
来源：《太空探索》
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□作者:
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土星跳跃的极光并不像25年来科学家所预想的那样。由美国波士顿大学的天文学家John Clarke领导的科研小组的最新研究成果推翻了以前关于土星的磁场作用以及极光产生的理论。
通过遥控位于地球轨道上的哈勃空间望远镜和正在土星轨道上的卡西尼号土星探测器来观测土星的南极区域，科学家们发现土星的极光根本不像人们长时间以来所认为的那样：土星的极光混合有木星和地球极光的某些特征，属于一种过渡类型。红宝石颜色的极光偶尔横贯土星的整个天空，这可能是我们太阳系中独一无二的。
哈勃望远镜利用几周的时间拍摄了一些土星极光紫外波段的照片，而卡西尼探测器则在测量激发极光的太阳风的同时记录下同一区域的无线电发射。将所有这些测量结果综合到一起就会得到一份有关土星极光的非常精确的资料。
观测显示，土星极光的特征每天都在改变，就像地球上的极光那样，某几天四处游走，而某几天却固定不动。但是与地球相比，土星极光通常会持续几天而不是十几分钟。
观测结果还令人惊讶地指出，太阳的磁场和太阳风在土星极光的产生机理上较之前所预计的起了更重要的作用。将哈勃拍摄的图像和卡西尼对太阳风测量的结果结合在一起，发现在土星上是太阳风的压力驱动了极光风暴。而在地球上，极光风暴的产生主要是因为太阳风所携带的高能粒子跟地球高层大气相互作用产生的，由于地球磁场的影响，所以多在两极出现。
从宇宙空间里看，极光就像一个光环围绕在土星的南极，那里也是土星的磁极。当空间中的带电粒子同土星的磁场相碰撞，涌入极区上层大气的时候，能量以可见光或者电磁波的形式释放出来，极光就发生了。
科学家在很长时间内都相信，土星极光的发生机制同地球以及木星类似。在地球上，极光的产生被认为与太阳风有关；在木星上，极光的产生被假定与离子光环和环绕在木星周围的带电粒子有关。
但是，就像研究小组看到的那样，尽管土星极光同其它行星的极光有些类似的特征，它们在本质上还是同地球或者木星不同。当土星极光变得明亮时（也就是说撞击产生的能量更多），环绕极区的这个能量环就会在直径方向上收缩。而当地球上的极光变得明亮时，极区的上空用不了几分钟就会被光芒所充满，接着光环就会变暗，然后就飘散开来。通常木星的极光会随着太阳风的变化，每月大约只会变亮一次。
土星极光的亮度看起来只会在那些由夜晚变为白天的区域上空有所增强，而不像其它两颗行星那样。在某个确定的时间内，土星的极光环更像是螺旋。
科学家们下一步将查明太阳磁场将如何点燃土星极光，而太阳风究竟在土星极光的产生过程中起到怎样的作用。
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