哈勃望遠鏡捕捉到土星南北兩極極光（視頻）

哈勃望遠鏡捕捉到土星南北兩極極光

據英國《每日郵報》報導，哈勃太空望遠鏡捕捉到土星神奇的「光影表演」：極光。更為難得的是，「哈勃」同時捕捉到了土星南北兩極的極光現象。由於土星繞太陽公轉的原因，在30年內只有兩次機會能同時觀測到土星兩極的極光現象。

眾所周知，在地球南北兩極存在神奇的極光現象。其實太陽系內的土星和木星都存在極光現象。這些星球上的極光現象，都是太陽帶電粒子(太陽風)同大氣層中的氣體分子相互作用形成的。此前，哈勃太空望遠鏡多次觀測到土星極光現象，但是同時觀測到土星南北兩極極光實屬罕見。

要想同時觀測到土星南北兩極的極光現象，土星光環必須側面朝向哈勃，而且必須能同時觀測到兩極。土星繞太陽公轉的週期大約為30年，在土星公轉週期內，這種難得的觀測機會只能出現兩次。哈勃太空望遠鏡將沒有機會再次同時觀測到土星兩極的極光，因為到再次出現這種觀測機會時，哈勃早已經退役。

在地球上，極光是由於沿地球磁場線的太陽帶電粒子流進入大氣層所致。太陽帶電粒子流就是俗稱的太陽風。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為「太陽風」。「太陽風」在地球上空環繞地球流動，以大約每秒 400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏鬥，尖端對著地球的南北兩個磁極，因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個「漏斗」沉降，進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣，受到「太陽風」的轟擊後會發出光芒，形成極光。在南極地區形成的叫南極光，在北極地區形成的叫北極光。

對哈勃捕捉到的土星極光照片進行研究的天文學家發現，土星南北兩極極光存在細微的差別。包含北極光的明亮橢圓形區域相比南極光出現的區域，顯得稍小而且更緊密。研究人員表示，這表明土星磁場分布並不對稱。由於北極附近的磁場更強，太陽帶電粒子被加速到更高的能量。

此外，土星極光的最大特點在於其出現的高度－－這種絢麗景象通常出現在距離土星表面超過1200公里的高空。比較而言，地球上的極光多出現於100－500公里的高度上。科學家們認為，這種高度上的差異主要是由於各行星大氣成份的不同造成的。構成地球大氣的主要成份為較重的氮氣和氧氣，因此，只有在較低的高度上才能達到產生極光所需的氣體密度。而土星大氣主要由較輕的氫氣構成，因此極光出現的高度要遠大於地球極光。

哈勃觀測團隊成員、英國萊切斯特大學喬納森-尼科爾斯博士說：「哈勃被證明是人類最重要的科研工具之一。英國科研小組首次領導了一項哈勃觀測專案，並觀測到另一顆星球上的極光現象。」尼科爾斯說：「這些圖片有獨特的科學價值，這尤其令人興奮。哈勃太空望遠鏡將再也沒機會獲得類似的圖片。因為哈勃是在一個非常有利的位置進行觀測的，靠近土星赤道平面。」

尼科爾斯說：「由於土星的公轉週期非常長，哈勃將無法再次觀測到這種神奇的景象。因為在包括地球的其他星球上，無法同時觀測到南北兩極的極光現象，所以這組土星南北兩極極光照片非常有科學價值。」「這些圖片揭示了土星磁場的特性，以及土星極光形成的原理。」