幾十年來，科學家一直對極光是如何產生的感到困惑。一項新的研究發現，行星巨大磁場的振動，對X射線極光的產生起著關鍵作用。

他們指出，木星極光中神秘的X射線耀斑表明，這顆巨大行星的“北極光”可能與地球的“北極光”具有意想不到的相似之處。

極光，可以在太陽系許多行星的兩極上空看到。當來自太陽或其他天體的高能粒子撞擊行星的磁層（由世界磁場控制的區域）並沿著其磁場線與大氣中的分子碰撞時，就會產生這些在夜空中壯觀舞動的光。

木星的磁場非常強——大約是地球磁場的2萬倍——因此它的磁層非常大。如果外星磁層在夜空中可見，那麼它覆蓋的區域將是我們的月球的幾倍大。因此，木星的極光比地球的要強大得多（是太陽系中最強大的），釋放出數百億瓦的能量——足以短暫地為所有人類文明提供能量。

木星的極光也會定期爆發出不尋常的X射線耀斑，這些耀斑被猜測是由木衛一噴出的帶電硫離子和氧離子產生的，不過此前科學家們並未能看到背後的整個執行機制。僅木星的X射線極光就會釋放大約10億瓦特的能量，相當於地球上一個發電站幾天內可能產生的能量。

研究人員發現，木星每27分鐘就發射一次X射線，非常有規律。這些X射線極光的脈衝通常像鐘錶一樣，有規律地跳動幾十分鐘，持續幾十個小時。

為了揭開這些耀斑的來源，研究人員在2017年7月16日和17日使用了美國宇航局（NASA）的朱諾探測器來近距離檢查這顆巨大行星的磁層。目前，朱諾探測器正圍繞木星執行。

與此同時，他們還利用歐洲航天局的XMM-Newton望遠鏡，遠端分析來自木星的X射線。

科學家們發現，X射線耀斑顯然是由木星磁場線有規律的振動觸發的。這些振動產生了行星尺度的等離子波——帶電粒子云——使重離子沿著磁力線“衝浪”，直到它們撞向行星的大氣層，釋放出X射線形式的能量。

類似的等離子體波，也在我們的北極光和南極光中發揮著作用。這些粒子將這些波帶到兩極，並在碰撞時產生極光。而木星在各個方面都比地球大得多——比如質量和直徑都更大，能量更大，磁場更強，自轉更快。

目前，還不清楚為什麼木星的磁場線會有規律地振動。研究人員說，可能性包括與太陽風的相互作用，或與木星磁層內高速等離子流的相互作用。

研究人員發現的衝向木星兩極的帶電粒子，似乎沒有足夠的能量產生X射線極光。科學家們認為，木星大氣層上方可能存在巨大的電壓，這可能會加速這些帶電粒子“以巨大的能量衝向大氣層……這些可能發揮了關鍵作用。”

近日，相關論文已刊登於《科學進展》。未來，研究人員建議研究其他行星，看看等離子體波是否也能在那裡驅動極光。他們表示，類似的活動也可能發生在土星、天王星、海王星和可能的系外行星周圍，不同種類的帶電粒子也在高速“衝浪”。

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