作者:唐宁 来源:新浪科技 发布时间:2010-2-17 9:03:53
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哈勃望远镜捕捉到土星南北两极极光图片

 
据英国《每日邮报》报道,哈勃太空望远镜捕捉到土星神奇的“光影表演”:极光。更为难得的是,“哈勃”同时捕捉到了土星南北两极的极光现象。由于土星绕太阳公转的原因,在30年内只有两次机会能同时观测到土星两极的极光现象。
 
众所周知,在地球南北两极存在神奇的极光现象。其实太阳系内的土星和木星都存在极光现象。这些星球上的极光现象,都是太阳带电粒子(太阳风)同大气层中的气体分子相互作用形成的。此前,哈勃太空望远镜多次观测到土星极光现象,但是同时观测到土星南北两极极光实属罕见。
 
要想同时观测到土星南北两极的极光现象,土星光环必须侧面朝向哈勃,而且必须能同时观测到两极。土星绕太阳公转的周期大约为30年,在土星公转周期内,这种难得的观测机会只能出现两次。哈勃太空望远镜将没有机会再次同时观测到土星两极的极光,因为到再次出现这种观测机会时,哈勃早已经退役。
 
在地球上,极光是由于沿地球磁场线的太阳带电粒子流进入大气层所致。太阳带电粒子流就是俗称的太阳风。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为“太阳风”。“太阳风”在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到“太阳风”的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光,在北极地区形成的叫北极光。
 
对哈勃捕捉到的这张土星极光照片进行研究的天文学家发现,土星南北两极极光存在细微的差别。包含北极光的明亮椭圆形区域相比南极光出现的区域,显得稍小而且更紧密。研究人员表示,这表明土星磁场分布并不对称。由于北极附近的磁场更强,太阳带电粒子被加速到更高的能量。
 
此外,土星极光的最大特点在于其出现的高度--这种绚丽景象通常出现在距离土星表面超过1200公里的高空。比较而言,地球上的极光多出现于100-500公里的高度上。科学家们认为,这种高度上的差异主要是由于各行星大气成份的不同造成的。构成地球大气的主要成份为较重的氮气和氧气,因此,只有在较低的高度上才能达到产生极光所需的气体密度。而土星大气主要由较轻的氢气构成,因此极光出现的高度要远大于地球极光。
 
哈勃观测团队成员、英国莱切斯特大学乔纳森-尼科尔斯博士说:“哈勃被证明是人类最重要的科研工具之一。英国科研小组首次领导了一项哈勃观测项目,并观测到另一颗星球上的极光现象。”尼科尔斯说:“这些图片有独特的科学价值,这尤其令人兴奋。哈勃太空望远镜将再也没机会获得类似的图片。因为哈勃是在一个非常有利的位置进行观测的,靠近土星赤道平面。”
 
尼科尔斯说:“由于土星的公转周期非常长,哈勃将无法再次观测到这种神奇的景象。因为在包括地球的其他星球上,无法同时观测到南北两极的极光现象,所以这组土星南北两极极光照片非常有科学价值。”“这些图片揭示了土星磁场的特性,以及土星极光形成的原理。”
 
 
 
 
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