韋伯望遠鏡捕捉木星極光動態變化 能量驚人超越地球百倍

英國萊斯特大學天文學家強納森·尼可斯博士團隊發現，木星極光的亮度竟是地球極光的數百倍！

這組珍貴影像由韋伯太空望遠鏡的近紅外相機(NIRCam)於2023年聖誕節當天拍攝完成。影像來源：NASA/ESA/CSA/STScI等國際研究團隊聯合提供。

極光現象源自高能粒子撞擊行星大氣層中的氣體原子，而木星極光不僅規模龐大，其釋放能量更遠超地球極光。地球極光主要來自太陽風暴帶來的帶電粒子，會在大氣層激發出紅、綠、紫等絢麗光芒。

特別的是，木星極光還多了一個獨特來源——這顆氣態巨行星擁有超強磁場，能從周圍環境捕獲帶電粒子。這些粒子不僅來自太陽風，更包含其火山衛星「艾歐」噴發至太空的物質。艾歐火山噴發的粒子竟能掙脫衛星引力，最終環繞木星執行。

當太陽風暴爆發時，大量帶電粒子也會抵達木星。這顆行星的強大磁場能將這些粒子加速到極高速度，當這些高速粒子猛烈撞擊大氣層時，便激發氣體發出耀眼輝光。

如今，韋伯太空望遠鏡的獨特效能為研究木星極光帶來全新視角。其高靈敏度讓天文學家能透過提高快門速度，捕捉極光的快速變化。尼可斯博士驚嘆：「這簡直是最棒的聖誕禮物！我們原以為極光變化會緩慢持續約15分鐘，沒想到整個極光區竟像汽水般不斷冒泡發光，有時甚至每秒都在變化！」

研究團隊發現，三氫離子(H₃⁺)輻射的變異性遠超預期。這些觀測資料將有助科學家理解木星高層大氣的加熱與冷卻機制。更令人費解的是，當研究團隊同時用哈伯太空望遠鏡進行紫外線觀測時，韋伯拍到的最亮光點在哈伯影像中竟找不到對應部分。

尼可斯博士困惑表示：「要同時解釋韋伯與哈伯觀測到的亮度組合，需要大量極低能量粒子撞擊大氣層——就像一場毛毛雨風暴！我們至今仍無法理解這種現象如何形成。」這項突破性研究已發表於《自然通訊》期刊。

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參考文獻：J.D. Nichols等學者，《木星動態紅外極光》，《自然通訊》第16卷，3907頁(2025年)，DOI: 10.1038/s41467-025-58984-z