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新研究揭露木卫三产生强烈合唱波,比地球合唱波强百万倍

2024-11-24 208

木卫三盖尼米德(Ganymede)是太阳系中最大的卫星,也是唯一一颗已知拥有磁圈的卫星,而最近一项新研究又发现,木卫三还会产生令人难以置信的强大电磁波,能将带电粒子加速到接近相对论光速。

过去美国太空总署(NASA)伽利略号探测器已表明,木卫三拥有独立于木星磁场、长期存在、本身固有的磁层,让科学家百思不得其解,为何其他与之大小相同的卫星都不拥有磁层,木卫三却能自发神秘磁层?

现在,由亥姆霍兹德国地理研究中心科学家 Yuri Shprits 领导的最新研究分析伽利略号探测器旧数据,再为这颗卫星添上一笔令人难以置信的事实:木卫三周围的合唱波(一种极低频率的特殊无线电波)强度,比地球周围的合唱波还要强上 100 万倍。

合唱波(chorus waves)是指包括地球在内的行星周遭自然而然发生的低频电磁波,据中央大学《运用西蜜斯卫星资料研究低频带升调合唱波的重复发生周期之分布》论文解释,合唱波主要发生在电浆球层外、磁层顶以内的近磁赤道区域,合唱波产生后会沿磁力线传播,与当地电子交互作用,进而加速电子。

平常地球合唱波对我们几乎无害,但它们也确实有能力催动电子极其快速移动(理论上认为可将电子加速到接近相对论光速),使其成为人造设备如卫星最害怕的“杀手”,如果卫星碰巧在错误时间出现在错误的地点,这些波就可能对其造成损害。

地球周围的合唱波转换为声音后,听起来像晨间小鸟柔和轻快的鸣叫,但如果是木卫三周遭强度提高了百万倍的合唱波呢?连想都不敢想。Yuri Shprits 认为,加强木卫三合唱波强度的关键因素就在木星磁场,已知木星磁场是太阳系中最强烈磁场,比地球磁场强约 20,000 倍。

如果未来我们派出太空探测器前往探索木卫三,却在途中不幸被合唱波加速的带电粒子击中,不用多加怀疑,探测器会当场阵亡。NASA 与 ESA 预计在 2020 年发射木卫二-木星系统任务,其中就包括了 ESA 的木星木卫三轨道器(Jupiter Ganymede Orbiter,JGO),势必要考量到木卫三的强烈合唱波影响。新研究发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊。

  • Jupiter’s Moon Ganymede Generates Incredible Magnetic Waves
  • Jupiter’s moons create invisible ‘killer’ waves that could destroy spacecraft
  • ‘Chorus Waves’ Accelerate Electrons in Earth’s Radiation Belts, New Study Suggests

(首图来源:NASA)

延伸阅读:

  • 太阳系外一颗神秘星际天体,磁场比地球强 400 万倍
2019-03-13 01:31:00

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