《木星最大的卫星都有极光，发出深红色的光芒，比我们的亮15倍》（21 二月 2023 马特·威廉姆斯，《今日宇宙》）报道：
木星以其壮观的极光而闻名，这在很大程度上要归功于朱诺轨道飞行器和詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）最近拍摄的图像。像地球一样，这些令人眼花缭乱的显示是由带电太阳粒子与木星的磁场和大气相互作用的结果。
多年来，天文学家还在木星最大的卫星（又名“伽利略卫星”）的大气层中发现了微弱的极光。这些也是木星磁场和卫星大气层发出的粒子之间相互作用的结果。
探测这些微弱的极光一直是一个挑战，因为从卫星表面反射的阳光会完全洗掉它们的光信号。在最近的一系列论文中，由波士顿大学和加州理工学院领导的一个团队（在美国宇航局的支持下）观察了伽利略卫星进入木星阴影的过程。
这些观测表明，木卫一、木卫二、木卫三和木卫四都在它们的大气中经历了氧极光。此外，这些极光是深红色的，比我们在地球上看到的熟悉的绿色图案亮近15倍。
研究团队包括来自波士顿大学空间物理中心（CSP），加州理工学院地质与行星科学部（GPS），科罗拉多大学大气与空间物理实验室（LASP），加州大学伯克利分校地球与行星科学，大型双筒望远镜天文台（LBT），西南研究所（SwRI）的天文学家， 行星科学研究所（PSI），波茨坦莱布尼茨天体物理研究所（AIP）和美国宇航局戈达德太空飞行中心。
这两项研究题为“木卫二、木卫三和木卫四的光学极光”和“木星阴影中的木卫一光学极光”，于16月<>日发表在《行星科学杂志》上。
该团队的观测结果将凯克天文台高分辨率埃谢尔光谱仪（HIRES）的数据与大型双筒望远镜（LBT）和阿帕奇点天文台（APO）的高分辨率光谱相结合。
这些观测的时间安排在木卫一、木卫二、木卫三和木卫四进入木星阴影时看到它们，以避免从其表面反射的阳光的干扰。这些数据揭示了有关卫星大气成分的宝贵信息，其中包括氧气（如预期的那样）。
加州理工学院教授、两篇论文之一的主要作者凯瑟琳·德·克莱尔（Katherine de Kleer）在凯克天文台的新闻稿中解释说：
“这些观测很棘手，因为在木星的阴影下，卫星几乎是看不见的。它们微弱的极光发出的光是唯一的确认，我们甚至将望远镜指向了正确的位置。不同颜色的极光的亮度告诉我们这些卫星的大气层可能由什么组成。我们发现分子氧，就像我们在地球上呼吸的那样，可能是冰冷的月球大气的主要成分。
所有四颗伽利略卫星都显示出相同的氧极光，类似于我们在地球上看到的北极光和南极光（北极光和南极光）。
在木卫二，木卫三和木卫四的情况下，其大气中的氧气含量是由于光解，这是一个水冰升华并被太阳辐射分解成氢气和氧气的过程。在Io的案例中，氧气是由二氧化硫（从点缀其表面的许多火山喷出）与太阳辐射相互作用形成一氧化硫和元素氧引起的。
但是由于它们的大气层要薄得多，这种氧气在深红色和（对于木卫二和木卫三）红外波长中发光——后者是人眼无法检测到的。
由于木卫一的火山活动，氯化钠和氯化钾等盐也存在于大气中，它们也被太阳辐射分解。这导致木卫一上的极光发出黄橙色的光芒（由钠引起）并在红外线中发光（由钾引起）。
这是天文学家第一次在这些卫星的大气层中观察到这种红外辉光。更重要的是，新的测量还揭示了水蒸气的最小证据，水蒸气以前被认为是木卫二，木卫三和木卫四大气中的一种成分。
从理论上讲，这三颗卫星在其冰冷的表面下都有内部海洋，甚至有一些初步证据表明，木卫二大气中的水蒸气可能是由羽流活动引起的。这些羽流被认为与月球的内部海洋或冰壳内的液体储层有关。
观测结果还显示了木星的倾斜磁场如何导致极光在气态巨行星旋转时亮度变化。与地球的10°倾斜相比，这个磁场的倾斜距离木星的旋转轴大约11°，这意味着卫星在其轨道的某些时间将经历更大的相互作用。
最后，他们还注意到大气如何迅速响应由暴露在阳光下和经过木星阴影之间的过渡引起的温度变化。波士顿大学天文学教授、第二篇论文的主要作者卡尔·施密特（Carl Schmidt）说：
“木卫一的钠在进入木星阴影后的15分钟内变得非常微弱，但在它出现在阳光下后需要几个小时才能恢复。这些新特征对于理解木卫一的大气化学非常有见地。木星的日食提供了一个自然实验来了解阳光如何影响其大气层，这很巧妙。
这些最新的观察结果为已经是一个非常令人兴奋的研究领域增添了兴奋。未来几年，太空机构将向欧罗巴和木卫三派遣更多的机器人探测器 - 美国宇航局的欧罗巴快船和欧空局的JUpiter ICy卫星探测器（JUICE）。
谢选骏指出：我们虽然看不到天文学所说的种种“观察”和推测……但是想象一下，也会觉得心里舒服——地球上的事情多过于微不足道了！这种心情与与理解，难道不可以作为新的神学支点和新的生命出发点吗？
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