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伽利略提供有关Ganymede环境的新见解

美国宇航局的哈勃太空望远镜发现木星的月球Ganymede正在玩“偷看”游戏。在这张清晰的哈勃影像中,Ganymede就在它落在这颗巨大的星球之前展现出来。这张彩色图像是由2007年4月9日拍摄的三幅图像制成的,宽场行星相机2采用红色,绿色和蓝色滤镜。图像显示木星和Ganymede接近自然色彩。信用:NASA,ESA和E. Karkoschka(亚利桑那大学)

太空系统远离地球只出现一个淡蓝色圆点的地方,美国宇航局的伽利略号航天器花了八年的时间绕木星运行。在那段时间里,这个温驯的宇宙飞船 - 比完整长大的长颈鹿略大 - 发回了一大堆天然气巨人的卫星,其中包括观察Ganymede周围的磁性环境,这与木星自身的磁场截然不同。该任务于2003年结束,但伽利略首次飞行Ganymede的新复活数据产生了关于月球环境的新见解 - 这与太阳系中的其他任何环境都不相同。

木星的卫星之一和我们太阳系中最大的月亮Ganymede的这张照片被美国宇航局伽利略号航天飞机拍摄。积分:NASA

“我们现在回顾20年后,重新审视一些从未发表过的数据,并完成了这个故事,”Glyn Collinson说,他是最近一篇关于Ganymede在美国宇航局戈达德太空飞行中心磁层的文章的主要作者。 Greenbelt,马里兰州。 “我们发现有一件没有人知道的整件作品。”

新的结果显示了一个暴风雨的场景:由于等离子雨的袭击,颗粒从月球结冰的表面喷出,由于两个人体磁场之间发生了爆炸性磁场事件,木星和Ganymede之间的等离子体流被强烈推动。科学家认为,这些观测可能是解开月球秘密的关键,例如为什么Ganymede的极光如此明亮。

1996年,在抵达木星后不久,伽利略发现了一个惊人的发现:Ganymede拥有自己的磁场。虽然我们的太阳系中的大多数行星,包括地球,都具有磁环境 - 被称为磁层 - 没有人期望月球能够拥有一个。


em该图表显示了木星磁层的简化模型,旨在说明从行星旋转轴(蓝色箭头)偏移的磁轴(青色箭头)的结构和影响的尺度和基本特征。距离中的半透明灰色网格表示磁层的边界。致谢:美国宇航局科学可视化工作室/ JPL NAIF / em

在1996年到2000年之间,伽利略制造了6个有针对性的Ganymede飞行器,其中多台仪器收集了月球磁层的数据。其中包括航天器的等离子体子系统(PLS),它测量流经伽利略周围环境的等离子体激发的带电气体的密度,温度和方向。最近发表在“地球物理研究快报”杂志上的新成果揭示了有关磁层独特结构的有趣细节。

我们知道,地球的磁层 - 除了帮助制作圆规和引起极光外 - 是维持我们地球生命的关键,因为它有助于保护我们的星球免受来自太空的辐射。一些科学家认为地球的磁层对于生命的最初发展也是必不可少的,因为这种有害的辐射会侵蚀我们的气氛。在整个太阳系研究磁层不仅有助于科学家了解影响地球周围磁环境的物理过程,还有助于我们了解其他潜在可居住世界的环境,无论是在我们自己的太阳系内还是在远处。

该信息图描述了Ganymede的磁层。学分:NASA的戈达德太空飞行中心/ Mary Pat Hrybyk-Keith

Ganymede的磁层提供了探索位于更大的木星磁层内的独特磁环境的机会。坐落在那里,它受到太阳风的保护,使其形状不同于太阳系中的其他磁球。典型地,磁球通过流经它们的超音速太阳风粒子的压力成形。但是在Ganymede,木星周围的相对较慢移动的等离子体将月球的磁层雕刻成一个长角状的形状,在月球的轨道方向上延伸。

飞过Ganymede,伽利略不断被高能粒子撞击 - 月球也很熟悉。由木星磁层加速的等离子体粒子在Ganymede的磁极上不断下降,磁场将磁场引向表面。伽利略PLS数据的新分析显示,由于进入的等离子雨造成等离子体从月球冰冷的表面喷出。

“从极地地区飞出来的这些粒子,他们可以告诉我们关于Ganymede的气氛,这是非常薄的一些东西,”比尔帕特森,美国宇航局戈达德研究的合着者之一,谁在伽利略PLS小组服役在任务期间。 “它也可以告诉我们Ganymede的极光如何形成。”

Ganymede拥有极光,或北极光和南极光,就像地球一样。然而,与我们的星球不同,造成Ganymede极光的粒子来自木星周围的等离子体,而不是太阳风。科学家们在分析数据时发现,在第一次使用Ganymede飞越时,伽利略偶然穿过Ganymede的极光区域,正如其观察到的雨水沿着月球极地表面下降的那样。通过比较哈勃望远镜观测到的落下离子的位置,科学家们能够确定极光区的精确位置,这将帮助他们解决谜团,例如导致极光的原因。

在这个例子中,月球Ganymede围绕木星巨行星运行。美国宇航局的哈勃太空望远镜观测到了Ganymede的极光。积分:NASA / ESA

当它在木星周围巡航时,伽利略也碰巧穿过由磁场线缠绕和咬合引起的爆炸事件。这种称为磁重联的事件发生在我们太阳系的磁层中。伽利略第一次观察到木星和Ganymede之间等离子体的强大流动,这是由于两个磁层之间发生磁重联事件。据认为,这种等离子泵负责使Ganymede的极光非常明亮。

未来对这次遭遇的PLS资料的研究可能会利用伽利略和哈勃太空望远镜的数据,提供与先前确定存在于月球内的地下海洋有关的新见解。

伽利略任务由美国国家航空航天局的太阳系工作项目资助,并由美国国家航空航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室管理,该机构的华盛顿科学任务局。