卡西尼號拍到土星北極光(圖)

2009-11-30 21:59

據國外媒體報導，土星北部上空閃閃發亮的極光，它像鬼魅舞蹈一樣，正從陰暗的一面移向光亮的面，這是"卡西尼"號太空梭在太陽系裡發現的最令人難以置信的"北極光"。

"卡西尼"號拍到的這段新的三維高清視頻展示了土星北極光在短短几分鐘內發生的變化。從圖片中可以看到以前從沒見過的垂直地面的北極光，在視頻中它像一個高高的帷幕。這些帷幕延伸到距離土星表面超過1200公里的高空。 這段最新視頻和相關圖片在http://www.nasa.gov/cassini和 http://saturn.jpl.nasa.gov and http://ciclops.org 上都可以看到。

帕薩迪納加州理工學院的安德魯·英格索斯(Andrew Ingersoll)是處理這段最新視頻的"卡西尼"號成像小組的成員之一。他說："這些極光上演了一出令人眼花繚亂的光影展示會，它的形狀瞬息萬變，就像那裡懸掛了一個巨大的‘帷幕'，但是以前從沒有人看見過。在另一顆行星上看到這些東西，有助於我們在地球上看它們時，能夠更好地理解它們。"

極光主要出現在靠近行星磁極的高緯區域。當磁氣圈(圍繞在一顆行星周圍的磁泡)產生的帶電粒子闖入到該行星的上層大氣層時，就會引起大氣發光。帷幕形狀展示了這些帶電粒子從磁氣圈和大氣層的頂層之間穿過時，它們沿磁場的運行路線。

英格索斯表示，土星上這些帷幕狀物體的高度，說明這顆行星的大氣高度跟地球的大氣層高度存在很大差異。地球大氣含有很多氧和氮，而土星大氣主要由氫構成。由於氫非常輕，因此土星上的大氣層和極光可以延伸到更高處。地球上的極光大約只延伸到距離地面100到500公里的高空。

視頻中極光發生改變的速度跟地球上的極光變化速度類似，不過科學家目前仍在繼續研究，努力瞭解發生這種迅速改變的全過程。帷幕的高度也有助於他們更好地瞭解需要多少能量才能產生明亮的極光。密歇根大學安娜堡 (Ann Arbor)分校的托馬斯·搞米波斯(Tamas Gombosi)是"卡西尼"號磁氣圈和電漿體科學工作組負責人，他說："我看到這些畫面和那個帷幕狀物體時，我簡直被驚呆了。把這些與‘卡西尼'號以前收集的數據結合在一起，你會獲得很多新發現。"

"卡西尼"號上的紫外線和紅外線儀器，以前也拍攝到土星極光圖片，並收集了大量數據，但是在這些最新圖片中，該太空梭上的窄角照相機能以更高的清晰度捕捉到位於可見光譜範圍內的北極光。該視頻是利用從2009年10月5日到8日長達81小時內拍攝的將近500張靜止照片合成的。每張照片都經過 2到3次曝光。這些照片是窄角照相機從土星的暗面拍到的。

最初這些圖片是黑白的，該成像組為了使極光顯得更加突出，利用了偽色--橙色。地球上層大氣層裡的氧和氮對形成綠色、紅色，甚至紫色等色彩斑斕的極光起著關鍵性作用。現在科學家正在努力確定土星極光的真正顏色，這顆行星的大氣裡並沒有氧和氮。

"卡西尼─惠更斯(Cassini-Huygens)"任務是由美國宇航局、歐洲航天局和義大利航天局聯合進行的。帕薩迪納加州理工學院的噴氣推進實驗室負責為華盛頓美國宇航局總部科學任務理事會管理該任務。"卡西尼"號和隨機攜帶的兩個照相機是由噴氣推進實驗室設計和研發的。該成像小組的總部設在科羅拉多州波爾德(Boulder)太空科學研究所。