周围的电磁波它的两个卫星周围的力量要强大得多。 木卫二周围的电磁波活动强度要强100倍。 在木卫三——我们太阳系中最大的卫星——周围,它的质量跃升至一百万倍。
在有磁场的行星周围,会发生一些奇怪而奇妙的事情。 高能电子被困在磁层中,沿着磁场线旋转,在等离子体中产生波。 这些波也负责极光。
可以使用无线电技术记录波并将其转换为声音。 在地球周围,它们听起来就像鸟鸣和鲸鸣的交叉。 因此,这种波的类型被称为合唱波。
木星的合唱波很激烈。 这颗气态巨行星的直径是地球的 11 倍多,但其磁层强度却是地球的 20,000 倍。 而且,隐藏在磁层内的是它的几颗卫星——包括木卫二和木卫三。
这两个卫星都很特别。 木卫三,比,大小约为三分之二,产生自己的磁层。
木卫二也有磁场。 但它并不单独产生它。 NASA 科学家认为由相互作用引起木卫二的液体海洋和木星的磁层之间。
现在,通过研究木星探测器收集的数据伽利略20世纪90年代,研究人员确定这两颗卫星增强了合唱波的强度。
“这是一个非常令人惊讶和令人费解的观察,表明具有磁场的卫星可以产生如此巨大的波浪力量增强,”波茨坦大学地球物理学家尤里·施普里茨 (Yuri Shprits) 说道。
人们早就知道木卫三附近存在强烈的等离子波。 它们在 1996 年伽利略飞越时首次被发现,随后爱荷华大学物理学家 Don Gurnett 及其团队进行了分析。
目前尚不清楚这些等离子波是短暂现象还是永久特征。
幸运的是,伽利略号在 1995 年至 2003 年期间多次飞越木星,团队能够研究这些数据。
他们发现,当探测器经过木卫三时,电磁波活动与距木星相应距离的平均活动相比放大了多达 6 个数量级,即 100 万倍。 对于木卫二来说,波浪活动的强度要强 100 倍。
这些测量结果在整个飞越过程中都是一致的——表明这种活动可能是永久性的、持续的。
至于为什么会出现这种情况,不能排除磁层与它完全无关。 然而,木星的卫星木卫四和木卫一都在木星磁层内运行。 两者都没有自己的磁层,也不会产生合唱波强度的峰值。
这门科学绝对令人着迷,但它对于规划未来的任务也很有用。 在地球上,合唱波在产生“杀手”电子,这可能会对航天器造成损坏。
鉴于欧洲航天局计划任务研究木卫二、木卫四和木卫三,而 NASA 正在计划欧洲任务,了解危险将是非常有益的。
“在地球周围的太空中检测到了合唱波,但它们远没有木星的波那么强,”英国南极调查局的地球物理学家理查德霍恩说。
“即使这些波的一小部分逃离了木卫三附近,它们也将能够将粒子加速到非常高的能量,并最终在木星磁场内产生非常快的电子。”
该研究已发表在期刊上自然通讯。