新研究揭露木衛三產生強烈合唱波,比地球合唱波強百萬倍

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 08 日 12:53 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly

木衛三蓋尼米德(Ganymede)是太陽系中最大的衛星,也是唯一一顆已知擁有磁圈的衛星,而最近一項新研究又發現,木衛三還會產生令人難以置信的強大電磁波,能將帶電粒子加速到接近相對論光速。



過去美國太空總署(NASA)伽利略號探測器已表明,木衛三擁有獨立於木星磁場、長期存在、本身固有的磁層,讓科學家百思不得其解,為何其他與之大小相同的衛星都不擁有磁層,木衛三卻能自發神秘磁層?

現在,由亥姆霍茲德國地理研究中心科學家 Yuri Shprits 領導的最新研究分析伽利略號探測器舊數據,再為這顆衛星添上一筆令人難以置信的事實:木衛三周圍的合唱波(一種極低頻率的特殊無線電波)強度,比地球周圍的合唱波還要強上 100 萬倍。

合唱波(chorus waves)是指包括地球在內的行星周遭自然而然發生的低頻電磁波,據中央大學《運用西蜜斯衛星資料研究低頻帶升調合唱波的重複發生週期之分布》論文解釋,合唱波主要發生在電漿球層外、磁層頂以內的近磁赤道區域,合唱波產生後會沿磁力線傳播,與當地電子交互作用,進而加速電子。

平常地球合唱波對我們幾乎無害,但它們也確實有能力催動電子極其快速移動(理論上認為可將電子加速到接近相對論光速),使其成為人造設備如衛星最害怕的「殺手」,如果衛星碰巧在錯誤時間出現在錯誤的地點,這些波就可能對其造成損害。

地球周圍的合唱波轉換為聲音後,聽起來像晨間小鳥柔和輕快的鳴叫,但如果是木衛三周遭強度提高了百萬倍的合唱波呢?連想都不敢想。Yuri Shprits 認為,加強木衛三合唱波強度的關鍵因素就在木星磁場,已知木星磁場是太陽系中最強烈磁場,比地球磁場強約 20,000 倍。

如果未來我們派出太空探測器前往探索木衛三,卻在途中不幸被合唱波加速的帶電粒子擊中,不用多加懷疑,探測器會當場陣亡。NASA 與 ESA 預計在 2020 年發射木衛二-木星系統任務,其中就包括了 ESA 的木星木衛三軌道器(Jupiter Ganymede Orbiter,JGO),勢必要考量到木衛三的強烈合唱波影響。新研究發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

(首圖來源:NASA

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