地球上的极光，也就是众所周知的北极光和南极光，会在夜空中形成发光且不断变幻色彩的帷幔。当地球磁场引导来自太阳的高能粒子，并使其撞向极地附近的大气层时，就会出现这些令人眼花缭乱的景象。甚至在国际空间站上的宇航员也能从上方看到它们。
现在，请想象一下将灯光秀调至极致的情景。在木星上，极光不仅规模更大，亮度也是地球上的数百倍。当天文学家将美国宇航局（NASA）强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜对准这颗巨行星时，他们发现了一个令人惊讶的现象：木星的极光不仅发光，还像宇宙烟花一样爆发和闪烁，有时甚至几秒钟就会发生变化。
美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了太阳系中最大行星——木星上璀璨极光的最新惊人细节。这些极光不仅规模宏大，而且亮度是地球极光的数百倍。得益于韦伯望远镜的超高灵敏度，天文学家如今能够更细致地研究这些极光，从而更深入地了解木星强大的磁场环境。
当高能粒子流撞击行星磁极附近的大气层，使气体发光时，便会产生极光。在地球上，我们知道这就是北极光和南极光——当来自太阳的粒子与高层大气相互作用时，便会产生闪烁的极光，发出红色、绿色和紫色的彩色光波。木星的极光更为强烈和充满活力，受到其他宇宙力量的推动。
火山卫星与磁性庞然大物
一个重要的区别是，木星的极光不仅仅依赖于太阳。其强大的磁场还从周围环境中吸收带电粒子，包括其卫星木卫一喷入太空的物质。木卫一以火山爆发而著称，它喷发出的粒子逃离了月球引力，在木星周围形成了一个光环。当木星磁场捕获这些粒子和其他太阳粒子时，它们的速度会加快到极致，并与木星大气层相撞，从而迸发出耀眼的光芒。
韦伯现在正以前所未有的视角观测这些事件。2023年12月25日，该望远镜利用其近红外相机（NIRCam）捕获了新的数据。由英国莱斯特大学的乔纳森·尼科尔斯领导的研究团队发现了木星极光中快速变化的特征，这表明木星极光的活动水平远比科学家预期的要更加活跃。
美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到了太阳系中最大行星——木星上极光的新细节。木星上观测到的舞动的极光比地球上观测到的极光亮数百倍。
数秒内闪烁：一项惊人的发现
“这是一份多么棒的圣诞礼物啊——我简直惊呆了！”尼科尔斯分享道。“我们本想观察极光变化的快慢，预计极光会沉重地忽明忽暗，或许持续大约一刻钟左右。然而，我们观察到整个极光区域闪耀着光芒，噼里啪啦地爆裂开来，有时甚至瞬息万变。”
特别是，该团队研究了由三氢阳离子（H3+）产生的辐射，这种离子可以在极光中产生。他们发现，这种辐射的变化程度远远超出此前的认识。这些观测结果将有助于科学家进一步了解木星上层大气的加热和冷却机制。
研究团队还在数据中发现了一些无法解释的现象。
两台望远镜的故事
“使这些观测结果更具特别之处在于，我们还同时利用美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜拍摄了紫外线图像，”尼科尔斯补充道，“令人奇怪的是，韦伯观测到的最亮光线在哈勃拍摄的图片中并没有真正对应的天体。这让我们大惑不解。若要产生韦伯和哈勃都观测到的亮度组合，就需要有大量极低能量的粒子撞击大气层，而这是之前被认为不可能发生的事情。我们仍然不理解这是如何发生的。”
这些木星极光的观测数据是在3.36微米（F335M）波长下，由韦伯望远镜的近红外相机（NIRCam）于2023年12月25日捕获的。
木星极光接下来会怎样
该团队目前计划研究哈勃望远镜与韦伯望远镜数据之间的差异，并探讨这一差异对木星大气层和太空环境的更广泛影响。他们还打算用韦伯望远镜进行更多观测以跟进这项研究，并将观测结果与美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration）“朱诺”号探测器的数据进行对比，以便更好地探究这一神秘明亮发射的产生原因。
这些研究结果已于今日发表在《自然-通讯》期刊上。
参考文献：《木星上的动态红外极光》，作者：J. D. Nichols、O. R. T. King、J. T. Clarke、I. de Pater、L. N. Fletcher、H. Melin、L. Moore、C. Tao和T. K. Yeoman，发表于2025年5月12日，《自然-通讯》杂志。数字对象唯一标识符：10.1038/s41467-025-58984-z
詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）是人类有史以来建造的最先进的太空科学观测站。其设计初衷是以前所未有的细节探索宇宙，韦伯望远镜正帮助科学家们揭开我们太阳系内部的奥秘，研究围绕遥远恒星运行的行星，并探究星系、恒星和宇宙结构的起源。作为美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）的全球合作项目，韦伯望远镜正在改变我们对宇宙以及我们在其中所处位置的理解。
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