研究發現土衛三會產生驚人的電磁波,可以將粒子加速到超高能量

美國宇航局的伽利略號太空船發現木星的衛星木衛三自己會產生磁場,這已經讓科學家感到驚訝。然而還有更讓人驚訝的事情,新的研究表明,木衛三還會產生令人難以置信的強大電磁波浪,導致粒子加速攜帶巨大的能量,可能會嚴重破壞和損毀航天器。

伽利略號太空船從1995年到2003年繞木星軌道運行,科學家在研究伽利略的舊數據時發現了這些巨大的電磁波。這個發現表明衛星可以與其行星的磁場相互作用,這真是一個很酷的野蠻方式。

研究發現土衛三會產生驚人的電磁波,可以將粒子加速到超高能量

德國波茨坦GFZ亥姆霍茲中心的科學家Yuri Shprits表示:“這是一個非常有趣和令人著迷的發現,只要在輻射環境中放置一個帶有磁層的物體,就可以產生如此強烈的波浪。”

科學家團隊分析了伽利略在木星周圍地區觀測到的哨聲波強度,它是在木星周圍發現的一種電磁波。哨聲波是指發生在行星周圍的低頻電磁波,通常它們無害。但它們確實能夠產生極其快速移動的“殺手”粒子。如果我們的航天器碰巧在錯誤的時間出現在錯誤的地方,航天器可能會受到極大損害。

研究發現土衛三會產生驚人的電磁波,可以將粒子加速到超高能量

木星的半徑大約是地球的11倍,但它兩極的磁場可能是地球的20,000倍。這將會在木星周圍產生強烈的輻射環境。通常木星周圍的這些波的波幅略高於人腦產生的磁場。但是當伽利略經過6000公里跨度的木衛三時,電磁波的強度飆升了一百萬倍,這可能相當於廚房微波爐產生的磁場強度。而衛星歐羅巴的磁場強度僅比地球大100倍。

如果您覺得不是很多,Shprits將它比作海嘯與常規海浪的關係。如果它們是和地球周圍的弱電磁波類似東西的話,這些電磁波可以將帶電粒子加速到極高能量,至於電磁波的來源,木衛三和木星之間的相互作用可能導致衛星周圍電子的分佈不均勻,於是可以提供必要的能量在磁場中產生大的電磁波。但根據《自然通信》上發表的論文,它遠比這裡所說的複雜。沒有磁場的衛星也可能產生這種電磁波。有許多不同的變量可以決定電磁波波是否存在以及它們有多大,最終確定電磁波的性質還是有待未來的研究。

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為什麼要關心木星周圍的環境?

首先它真的很驚人,從事該研究的理查德霍恩教授解釋道,地球周圍空間雖然也有哨聲波,但他們遠不及木星的聲波強度,即使這些電磁波的一小部分從木衛三附近逃逸,它們它們也能夠將粒子加速到非常高的能量,並最終在木星的磁場內產生非常快的電子。更重要的是,美國和歐洲都計劃繼續向木星發送探測器,這些加速的“殺手”粒子可能會擊中人造航天器。

這些研究結果也可以幫助科學家更好地理解強磁場和等離子體的行為。也許研究木星周圍的輻射可以幫助科學家找到木星般的系外行星。木星是一個粒子加速器,它的衛星歐羅巴可能擁有生命,而木衛三有能夠產生強大電磁波的磁場。整個木星系統還真太不適宜居住,也許人類對木星興趣不大是件好事。


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