‬一个国际研究团队成功地测量了负责木星极光的现有系统。利用美国宇航局朱诺号宇宙飞船向地球传输的数据,他们发现直流电流远低于预期,因此交流电必须发挥特殊作用。另一方面,在地球上,直流系统会产生极光。木星的电流系统尤其受到大的离心力的影响,这种离心力将来自气体巨人月球的二氧化硫气体通过磁层投射出来。

来自科隆大学地球物理与气象研究所的Joachim Saur博士参与了该项目。“极地轨道朱诺号”太空船观测到的“木星磁层中的伯克兰水流”发表在最新一期的“ 自然天文学”上。

木星是太阳系中最大的行星,拥有最亮的极光,辐射功率为100太瓦(100,000,000,000千瓦= 1000亿千瓦)。生产这种光需要100,000个发电厂。与地球上的木星相似,木星的极光显示为两极巨大的椭圆环。它们由巨大的电流系统驱动,将极光区域与木星的磁层连接起来。磁层是行星周围受其磁场影响的区域。大多数电流沿着木星的磁场线传播,也称为Birkeland电流。

自2016年7月以来,美国宇航局的朱诺号宇宙飞船一直在木星的极地轨道上运行。它的目标是更好地了解木星的内部和极光。朱诺现在首次测量了负责木星极光的电力直流系统。为此,科学家们高精度地测量了木星的磁场环境,以获得电流。总电流约为5000万安培。但是,该值明显低于理论预期值。这种偏差的原因是小规模的湍流交流电流(也称为阿尔弗文电流),迄今为止很少受到关注。'这些观测与其他朱诺航天器测量相结合,Joachim Saur表示,交流电在产生木星的极光方面比直流系统发挥更大的作用。他对这些湍流交流电进行了15年的研究,强调了它们的重要性。木星的极光与地球上的极光不同,它们基本上是由直流产生的。地球的北极光闪耀大约一千倍,因为地球比木星小,磁场较弱,旋转速度较慢。

“木星的电流系统是由木星快速旋转的磁层中的巨大离心力驱动的,”Saur评论道。火山活跃的木星卫星Io每秒产生一吨二氧化硫气体,离子进入木星的磁层。“由于木星的快速旋转 - 木星上的一天仅持续十个小时 - 离心力将木星的磁场中的电离气体移动,从而产生电流,”地球物理学家总结道。