研究：低空磁重聯可能是木星神秘極光的驅動因素

據外媒報道，在行星雲頂上方不遠處的磁重聯事件或許可以解釋為何“朱諾號”還沒有觀測到木星極光的來源。 與地球一樣，木星的磁場將帶電粒子導入其大氣層，導致在其兩極附近形成明亮的極光。然而，木星極光的亮度和種類超過了我們星球上產生的極光。特別令人感興趣的是那些來自於比主要極光更近的發射斑塊，這一特徵在木星顯得比地球或土星強得多。

極地地區的發射可能是轉瞬即逝的，持續幾分鐘，有時甚至只有幾秒鐘。極地極光區可以進一步劃分為三種形態：最小發射的"黑暗"區域，強烈發射的"活躍"區域，以及在最高緯度的湍流發射的"漩渦"區域。

美國宇航局（NASA）的“朱諾號”航天器已經探測到了可以解釋主要發射的向下的粒子通量。然而，還沒有發現可以解釋大部分極地輻射的這種通量，特別是那些來自漩渦區域的輻射。科學家提出了一個“朱諾號”尚未觀測到的機制：發生在木衞二雲頂上方不遠處的磁重聯。

作者進行了一維磁流體力學建模，以跟蹤木星極地附近的單個磁力線的演變。他們對從行星大氣層頂部開始並從該點延伸到2個木星半徑區域進行建模。這個區域完全位於任何現存的航天器觀測之下。

在等離子體中移動的波從上面進入模型域，由行星磁層中更遠處的相互作用產生。這些波的傳播具有使理想化的磁力線從完全垂直的位置偏移的作用。這是一個很小的影響，大約為0.01°，但它可能足以啓動相鄰磁力線之間的磁重聯事件。

在重聯過程中，相鄰的磁力線斷裂，並以一種能量上更有利的配置進行“重組”。這個過程釋放了儲存在場內的能量，這些能量被附近帶電粒子的加速帶走。作者認為，下行的高能電子可能是木星極地極光中漩渦區的來源。

最後，作者認為，這種效應在地球或土星上並不重要，因為它們的磁場較弱。木星的磁場要強一個數量級以上，而重聯率的增加大約是這個數值的平方。因此，木星有強大的極地極光，而地球和土星則沒有。