基于朱诺号2021年7月7日近距离观测的木卫三紫外极光艺术视图。朱诺号高速掠过木卫三时，紫外光谱仪只能捕捉到细长条带，此处合成显示极光的整体形状（左图）。然而，当放大单个条带（右）时，可以明显发现这极光是由一连串斑块组成，而非均匀的幕布。类似的极光形态也在地球以及木星、土星等其他行星上被观测到，表明宇宙过程正在起作用。图片来源：NASA
加尼叶卫星的新观测揭示其极光与地球极光惊人相似
由列日大学（University of Liège）研究人员领导的国际天体物理学家团队得到的新结果表明，尽管条件不同，产生极光的基本物理过程在不同天体上是共通的，而不只限于行星。
1. 地球上极光的形成来自大气与行星物理实验室（Laboratory of Atmospheric and Planetary Physics, LPAP）的天体物理学家首次观察到加尼叶卫星——本星系中唯一拥有自身磁场的卫星——的极光细节。极光观测是空间天气分析的基石，因为它能全面展示空间粒子沉降到大气层中的特征与影响。
数百年来，人类见证了在夜空中偶尔出现的红、绿、紫、蓝等色彩的散射与变化光辉——即“极光”。极光通常出现在极地纬度，但我们正处于 11 年太阳周期的顶峰，导致中纬度出现许多强烈极光事件。
在地球上，极光最终是由太阳风与地球磁场碰撞产生强烈电磁相互作用所致，导致空间粒子沉降进入大气。沉降粒子激发大气中的氧与氮，产生可见光。
2. 太空中各星球的极光极光也被观测到其他行星上，例如金星、火星、木星、土星与天王星。过去十年里，借助 2016 年抵达木星并即将完成第十个工作年航行的 “朱诺（Juno）” 探测器，木星系统的探索取得了显著进展。该任务的主要目标是木星，但 2021 年 7 月 7 日，朱诺也飞越加尼叶。
“加尼叶的极光也被观测到，主要由其稀薄氧气大气中电子沉降所致，” Philippe Gusbin（其空间科学硕士论文是本研究的基础）解释道。“在朱诺之前，加尼叶极光的观测受限于地面观测的空间分辨率，无法解析典型的行星极光的小尺度结构。”
3. 朱诺近距离观测加尼叶LPAP 正在积极分析朱诺红外与紫外仪器收集的极光观测数据。朱诺的紫外线光谱仪（UVS）实现了数公里级的空间分辨率，使团队发现加尼叶的极光在局部被碎片化为一串斑点。
“类似的结构，也被称为‘珠子’，已在地球与木星的极光中观察到，它们与子风暴和黎明风暴相关——磁层的大规模重排释放大量能量，产生强烈极光，” Alessandro Moirano（LPAP 研究员）解释道。加尼叶与木星的空间环境相互作用类似于地球与太阳风的相互作用；因此，在加尼叶发现与地球相似的极光斑点表明，基本物理过程可普遍诱发在任何天体、其磁层与外部力的耦合中。
该分析与结果已于2月发表于《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）期刊的文章 “Juno’s high spatial resolution ultraviolet observations of Ganymede’s auroral patches”。
4. 未来任务可能揭示的内容Bertrand Bonfond（天体物理学家）指出：
“朱诺对加尼叶的近距离观测持续不足 15 分钟，且该探测器将永不再次飞越加尼叶。因此，我们不知道这些斑点有多普遍，亦不清楚其随时间如何演变。幸运的是，欧空局（ESA）的 Juice（Jupiter Icy Moons Explorer）任务正前往木星，预计 2031 年抵达，并将对加尼叶进行专门观测。”
该航天器配备与朱诺相似的紫外光谱仪，可在更长时间内收集观测，监测加尼叶极光的演变，并有望揭示新的神秘现象。
