地球上看到的令人驚嘆的極光被稱為北極光和南極光，幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)一直是人們著迷的源頭。2024 年 5 月 10 日至 12 日，21 年來(lái)最強(qiáng)烈的極光事件讓我們想起了這些天體燈光秀的驚人之美。
最近，香港大學(xué)地球科學(xué)系的空間物理學(xué)家，包括張斌正教授、姚中華教授和陳俊杰博士，以及他們的國(guó)際合作者在《自然天文學(xué)》上發(fā)表了一篇論文，探討了在地球、木星和土星等行星上觀測(cè)到的各種極光的基本規(guī)律。
這項(xiàng)研究為行星磁場(chǎng)與太陽(yáng)風(fēng)之間的相互作用提供了新的見解，更新了教科書中對(duì)巨型行星磁層的描述。他們的發(fā)現(xiàn)可以改善太空天氣預(yù)報(bào)，指導(dǎo)未來(lái)的行星探索，并啟發(fā)對(duì)磁層環(huán)境的進(jìn)一步比較研究。
揭示行星極光的多樣性
地球、土星和木星都會(huì)產(chǎn)生自己的偶極子狀磁場(chǎng)，從而形成漏斗狀冠層狀的磁幾何結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致太空中的高能電子沉淀到極地區(qū)域并引起極地極光發(fā)射。
然而，這三顆行星在許多方面存在差異，包括磁場(chǎng)強(qiáng)度、自轉(zhuǎn)速度、太陽(yáng)風(fēng)狀況、月球活動(dòng)等。目前尚不清楚這些不同的條件與幾十年來(lái)在這些行星上觀測(cè)到的不同極光結(jié)構(gòu)有何關(guān)聯(lián)。
研究小組利用三維磁流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算(模擬導(dǎo)電流體和電磁場(chǎng)的耦合動(dòng)力學(xué))，評(píng)估了這些條件在控制行星主要極光形態(tài)方面的相對(duì)重要性。
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