根據加州大學柏克萊分校天文學家領導的一項研究，木星南北極的這些地球大小的橢圓形僅在紫外線（UV）波長下可見，似乎隨機出現和消失。
整個星球的假彩色紫外線影像，顯示了覆蓋南極的碳氫化合物煙霧罩或帽子；北極罩的邊緣在頂部可見。圖片來源：Troy Tsubota 和 Michael Wong，加州大學柏克萊分校。
當看到木星的暗紫外線橢圓形時，它幾乎總是位於每極明亮的極光帶的正下方，類似於地球的北極光和南極光。
這些斑點比周圍區域吸收更多的紫外線，使得它們在美國太空總署/歐空局哈伯太空望遠鏡的影像上顯得較暗。
在哈伯望遠鏡 2015 年至 2022 年間每年拍攝的行星影像中，75% 的時間在南極出現深色橢圓形，而在北極拍攝的八張影像中只有一張出現深色橢圓形。
暗紫外線橢圓形暗示在木星強磁場中發生了不尋常的過程，該過程向下傳播到兩極並深入大氣層，比地球上產生極光的磁場過程要深得多。
哈伯望遠鏡於20 世紀90 年代首次在南北極發現了暗紫外線橢圓形，隨後美國太空總署的卡西尼號太空船於2000 年飛越木星時在北極發現了暗紫外線橢圓形，但它們很少引起注意。
在哈伯圖像的新分析中，加州大學柏克萊分校的本科生Troy Tsubota 和同事發現橢圓形是南極的一個常見特徵——他們在1994 年至2022 年間統計了8 個南部紫外線暗橢圓形(SUDO )。
在哈伯的所有 25 張顯示木星北極的全球地圖中，他們只發現了兩個北部紫外線暗橢圓形 (NUDO)。
大多數哈伯影像是作為外行星大氣遺產（OPAL）的一部分拍攝的。
「在前兩個月，我們意識到這些OPAL 圖像在某種意義上就像一座金礦，我很快就能夠建立這個分析管道並將所有圖像發送出去，看看我們得到了什麼，」Tsubota 說。
“那時我們意識到我們實際上可以做一些好的科學和真實的數據分析，並開始與合作者討論這些現像出現的原因。”
作者也旨在確定是什麼可能導致這些地區出現濃霧。
他們推測，暗橢圓很可能是由行星磁場線在兩個非常遙遠的位置經歷摩擦時產生的渦旋從上方攪動的：在電離層中，他們之前使用地面望遠鏡探測到了旋轉運動，在電離層中，以及在電離層。
渦旋在電離層中旋轉最快，隨著到達更深的層而逐漸減弱。
就像龍捲風降落在塵土飛揚的地面上一樣，漩渦的最深處攪動了朦朧的大氣，形成了天文學家觀察到的密集斑點。
目前尚不清楚這種混合是否會從下方清除更多的霧氣或產生額外的霧氣。
根據觀察，研究人員懷疑橢圓形在大約一個月的時間內形成，並在幾週內消散。
天文學家張曦博士說：「深色橢圓形中的霧霾比典型濃度厚50 倍，這表明它可能是由於旋轉渦動力學而形成的，而不是由來自高層大氣的高能粒子引發的化學反應。
“我們的觀察表明，這些高能粒子的時間和位置與暗橢圓的出現無關。”
這些發現正是 OPAL 計畫旨在發現的內容：太陽系巨型行星的大氣動力學與我們所知的地球上的大氣動力學有何不同。
「研究不同大氣層之間的聯繫對於所有行星都非常重要，無論是系外行星、木星還是地球，」加州大學柏克萊分校的天文學家邁克爾王博士說。
“我們看到了連接整個木星系統中一切的過程的證據，從內部發電機到衛星及其等離子體鳥居，到電離層到平流層薄霧。”
“找到這些例子有助於我們了解整個地球。”
這學習發表在雜誌上自然天文學。
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TK坪田等人。木星上的紫外線暗極地橢圓形作為磁層-大氣層連結的示蹤劑。納特·阿斯特朗，2024 年 11 月 26 日線上發布；編號：10.1038/s41550-024-02419-0
本文改編自加州大學柏克萊分校的原始版本。
