根据加州大学伯克利分校天文学家领导的一项研究，木星南北两极的这些地球大小的椭圆形仅在紫外线（UV）波长下可见，并且似乎随机出现和消失。
整个星球的假彩色紫外线图像，显示了覆盖南极的碳氢化合物烟雾罩或帽子；北极罩的边缘在顶部可见。图片来源：Troy Tsubota 和 Michael Wong，加州大学伯克利分校。
当看到木星的暗紫外线椭圆形时，它几乎总是位于每极明亮的极光带的正下方，类似于地球的北极光和南极光。
这些斑点比周围区域吸收更多的紫外线，使得它们在美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的图像上显得较暗。
在哈勃望远镜 2015 年至 2022 年间每年拍摄的行星图像中，75% 的时间在南极出现深色椭圆形，而在北极拍摄的八张图像中只有一张出现深色椭圆形。
暗紫外线椭圆形暗示木星强磁场中发生了不寻常的过程，该过程向下传播到两极并深入大气层，比地球上产生极光的磁场过程要深得多。
哈勃望远镜于 20 世纪 90 年代首次在南北两极发现了暗紫外椭圆形，随后美国宇航局的卡西尼号航天器于 2000 年飞越木星时在北极发现了暗紫外椭圆形，但它们很少引起注意。
在对哈勃图像的新分析中，加州大学伯克利分校的本科生 Troy Tsubota 和同事发现椭圆形是南极的一个常见特征——他们在 1994 年至 2022 年间统计了 8 个南部紫外暗椭圆形 (SUDO)。
在哈勃的所有 25 张显示木星北极的全球地图中，他们只发现了两个北部紫外暗椭圆形 (NUDO)。
大多数哈勃图像是作为外行星大气遗产（OPAL）的一部分拍摄的。
“在前两个月，我们意识到这些 OPAL 图像在某种意义上就像一座金矿，我很快就能够构建这个分析管道并将所有图像发送出去，看看我们得到了什么，”Tsubota 说。
“那时我们意识到我们实际上可以做一些好的科学和真实的数据分析，并开始与合作者讨论这些现象出现的原因。”
作者还旨在确定是什么可能导致这些地区出现浓雾。
他们推测，暗椭圆很可能是由行星磁场线在两个非常遥远的位置经历摩擦时产生的涡旋从上方搅动的：在电离层中，他们之前使用地面望远镜探测到了旋转运动，在电离层中，以及在电离层中。火山卫星木卫一在行星周围释放出炽热的电离等离子体。
涡旋在电离层中旋转最快，随着到达更深的层而逐渐减弱。
就像龙卷风降落在尘土飞扬的地面上一样，漩涡的最深处搅动了朦胧的大气，形成了天文学家观察到的密集斑点。
目前尚不清楚这种混合是否会从下方清除更多的雾气或产生额外的雾气。
根据观察，研究人员怀疑椭圆形在大约一个月的时间内形成，并在几周内消散。
天文学家张曦博士说：“深色椭圆形中的雾霾比典型浓度厚 50 倍，这表明它可能是由于旋转涡动力学而形成的，而不是由来自高层大气的高能粒子引发的化学反应。”在加州大学圣克鲁斯分校。
“我们的观察表明，这些高能粒子的时间和位置与暗椭圆的出现无关。”
这些发现正是 OPAL 项目旨在发现的内容：太阳系巨型行星的大气动力学与我们所知道的地球上的大气动力学有何不同。
“研究不同大气层之间的联系对于所有行星都非常重要，无论是系外行星、木星还是地球，”加州大学伯克利分校的天文学家迈克尔·王博士说。
“我们看到了连接整个木星系统中一切的过程的证据，从内部发电机到卫星及其等离子体鸟居，到电离层到平流层薄雾。”
“找到这些例子有助于我们了解整个地球。”
这学习发表在杂志上自然天文学。
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TK坪田等人。木星上的紫外暗极地椭圆形作为磁层-大气层连接的示踪剂。纳特·阿斯特朗，2024 年 11 月 26 日在线发布；号码：10.1038/s41550-024-02419-0
本文改编自加州大学伯克利分校的原始版本。
