导读 关于木星的新发现可能会导致人们更好地了解地球自身的太空环境，并影响有关太阳系最大行星的长期科学争论。UAF地球物理研究所和UAF自然科学...

关于木星的新发现可能会导致人们更好地了解地球自身的太空环境，并影响有关太阳系最大行星的长期科学争论。

UAF地球物理研究所和UAF自然科学与数学学院教授PeterDelamere表示：“通过探索木星等更大的空间，我们可以更好地了解控制地球磁层的基本物理原理，从而改善我们的空间天气预报。”

他说：“我们是一场重大的太空天气事件，因为失去了通信卫星、我们的电网资产，或两者兼而有之。”

太空天气是指太阳风与地球磁场相互作用引起的地球磁层扰动。这些通常与太阳风暴和太阳日冕物质抛射有关，这可能导致磁力波动以及电网、管道和通信系统的中断。

德拉米尔和一组合著者在AGUAdvances上的一篇论文中详细介绍了他们关于木星磁层的发现。地球物理研究所研究副教授PeterDamiano、UAF研究生研究员AustinSmith和ChynnaSpitler以及前学生BlakeMino是共同作者。

德拉米尔的研究表明，我们太阳系最大的行星有一个磁层，其极地区域主要由闭合磁力线组成，但也包括新月形的开放磁力线区域。磁层是一些行星所具有的屏障，可以偏转大部分太阳风。

关于两极开放与封闭的争论已经持续了40多年。

开放磁层是指在其两极附近具有一些开放磁场线的行星。这些先前闭合的线已被太阳风打断，并延伸到太空中而没有重新进入地球。

这在木星上创建了一些区域，太阳风携带着太阳的一些磁力线，直接与木星的电离层和大气层相互作用。

在开放场线上向行星移动的太阳粒子不会引起极光，而极光主要发生在封闭场线上。然而，开放场线上太阳风粒子的能量和动量确实转移到了封闭系统。

地球的两极有一个基本上开放的磁层，极光出现在闭合的磁力线上。这些开放的磁力线上传输的能量可能会破坏电网和通信。

为了研究木星的磁层，德拉米尔利用美国宇航局朱诺号航天器获得的数据运行了各种模型，该航天器于2016年进入木星轨道，具有椭圆极轨道。

德拉米尔说：“我们从未获得过来自极地地区的数据，因此朱诺号在地球的极光物理学方面具有变革性，并有助于进一步讨论其磁场线。”

木星极光的特写镜头显示了三颗卫星的极光足迹：木卫一(沿着左翼)、木卫三(靠近中心)和木卫二(就在木卫三足迹的右下方)。这些排放物在木星磁场中流动。图片来源：NASA图片，约翰·克拉克，密歇根大学

这场争论始于1979年NASA航海者1号和航海者2号飞越木星。这些数据使许多人相信地球的两极有一个普遍开放的磁层。

其他科学家认为，木星的极光活动与地球的极光活动有很大不同，这表明木星的两极有一个基本封闭的磁层。长期研究木星磁场的德拉梅尔在2010年发表了一篇论文支持这一观点。

2021年，他与香港大学的张斌正共同发表了一篇论文，该论文通过建模提出木星磁层在其两极有两个开放磁场线区域。

该模型显示了一组开放式磁力线，从两极出现，并在磁尾中向外延伸到行星后面，磁尾是磁层的狭窄泪滴形部分，指向远离太阳的方向。另一组则从木星两极出现，并被太阳风携带到两侧进入太空。

“张的结果为开放场线区域提供了合理的解释，”德拉米尔说。“今年我们在朱诺号数据中提供了令人信服的证据来支持模型结果。

“这是对张论文的重大验证，”他说。

德拉米尔表示，研究木星对于更好地了解地球非常重要。

“从大的角度来看，木星和地球代表了光谱的两端——开放磁力线与封闭磁力线，”他说。“为了充分理解磁层物理，我们需要理解这两个限制。”

德拉米尔的证据来自朱诺号宇宙飞船上的一台仪器，该仪器揭示了极地区域，离子在该区域的流动方向与木星旋转相反。

随后的建模显示，同一区域以及张和Delamere在2021年论文中提出的开放场线附近存在类似的离子流。

德拉米尔的新论文总结道：“连接到木星北半球和南半球的[闭合]磁力线上的电离气体随木星旋转，而连接到太阳风的[开放]磁力线上的电离气体则随着太阳风移动”。

德拉米尔写道，开放磁场线的极地位置“可能代表了未来探索旋转巨磁层的一个特征”。

其他贡献者来自科罗拉多大学博尔德分校、约翰霍普金斯大学、安德鲁斯大学、安柏里德尔航空大学、香港大学、德克萨斯大学圣安东尼奥分校、西南研究所和英国OJBramblesConsulting。

德拉米尔将于七月在明尼苏达大学举行的外行星磁层会议上展示这项研究。