地球
地球的磁場將太陽風(fēng)和日冕物質(zhì)拋射所攜帶的帶電粒子匯集到地球的南極和北極,帶電粒子與大氣中的氧分子或原子碰撞時會產(chǎn)生紅色或者黃綠色的光芒,而氮分子或原子被激發(fā)電離后則會發(fā)射出藍色的光芒,這些光芒照亮天空,形成極光。當(dāng)國際空間站(International Space Station)在2011年掠過北大西洋東部上空時,宇航員拍下了這張北極光閃爍在英格蘭和愛爾蘭城市夜光之上的照片。
火星
歐洲空間局的“火星快車”號探測器于2005年首次在這顆紅色行星上發(fā)現(xiàn)極光。和地球不同,火星現(xiàn)在已經(jīng)沒有全球性磁場了,但是在40億年之前的一段短暫的時期中,它曾經(jīng)擁有過全球性磁場。而當(dāng)那時熔融的磁性物質(zhì)冷卻凝固后,殘留下來的磁場就散落保存在各地。所以現(xiàn)在的火星,尤其是它的南半球,有許多從行星表面“綻放”出來的傘形磁場。任意一個傘形的磁場都可以截獲太陽風(fēng)中的帶電粒子,并產(chǎn)生極光。目前探測器只發(fā)現(xiàn)了紫外光波段的極光,但是最近的極光模擬實驗顯示,火星極光也許同樣會產(chǎn)生可見光。若果真如此,那未來的人類殖民者說不定會在這顆紅色星球上看到上圖中藝術(shù)家所渲染的火星極光。
土星
太陽風(fēng)中攜帶的帶電粒子與土星大氣中的氫原子和分子發(fā)生碰撞,釋放出紫外光。我們只能用望遠鏡和探測飛船來欣賞這一極光表演。上圖是由哈勃空間望遠鏡于2004年拍攝的土星南極的紫外光照片(藍色的部分就是紫外光輻射)疊加在一張土星的可見光照片上而來的。與地球上僅僅持續(xù)數(shù)分鐘的極光不同,土星的極光可以持續(xù)好幾天。
木星
在木星上,由于太陽風(fēng)影響,極光始終存在,且比地球上的明亮數(shù)千倍。另外,木星和它的主要衛(wèi)星之一——木衛(wèi)一之間的相互作用偶爾也會在木星上制造出異常明亮的極光風(fēng)暴。木衛(wèi)一上的火山將云狀的帶電原子和電子噴射到木星周圍的星際空間中,這些物質(zhì)進而被木星強烈的磁場俘獲并產(chǎn)生耀眼的極光,其中主要是肉眼不可見的紫外光和X射線。直到褐矮星LSR J1835+3259上的極光活動被發(fā)現(xiàn)之前,木星一直保持著最強極光的記錄。上圖由哈勃空間望遠鏡于2000年拍攝。
天王星
這張圖片是由哈勃空間望遠鏡觀測到的天王星的可見光和紫外光圖像,與“旅行者”2號飛船在1986年掠過天王星時拍攝的行星盤圖像疊加在一起所形成的。哈勃空間望遠鏡在2011年11月拍攝下這些照片,此時正值太陽活動的增強期,一束太陽風(fēng)粒子的急流引起的極光照亮了這顆行星。一眼看去,極光在行星盤上的位置可能有些奇怪,它們根本就不在行星的極點附近。原來,不同于直穿過地球的地磁場,天王星的磁軸偏離它的旋轉(zhuǎn)軸達到60度之多,所以它的極光也不會出現(xiàn)在行星的地理南北極。
褐矮星
一組科學(xué)家最近在編號為LSR J1835+3259的褐矮星上發(fā)現(xiàn)了極光活動,他們是通過位于新墨西哥州的甚大天線陣(the Very Large Array of radio telescopes)和位于加利福尼亞州的海爾望遠鏡(the Hale Telescope)觀測到的。帶電粒子沿著褐矮星的磁場線向它的大氣層進發(fā),一路發(fā)出無線電輻射,之后帶電粒子和大氣中的氫原子碰撞,閃耀出紅色可見光,如上面這張藝術(shù)家繪制的概念圖所示。LSR J1835+3259上的極光是天文學(xué)家目前觀測到最亮極光。值得注意的是,這顆褐矮星并沒有圍繞任何恒星旋轉(zhuǎn),也就不會有“太陽風(fēng)”來轟擊它的大氣,所以一定有其他什么沒有被發(fā)現(xiàn)的物體(例如一顆繞著它旋轉(zhuǎn)的行星),來為這顆褐矮星的極光提供能量。
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