已困擾科學(xué)家40年：木星X射線極光謎團(tuán)終于被揭開

木星是太陽系中最大的行星，它的引力如此之大，甚至可以影響地球的氣候，保護(hù)我們免受彗星的傷害。數(shù)十億年來，這顆旋轉(zhuǎn)的氣體巨星一直在堅(jiān)忍地觀察著太陽系，它是如此巨大，以至于在我們的地球上用肉眼都可以看到它。但關(guān)于木星，我們?nèi)杂性S多東西需要學(xué)習(xí)，比如它的X射線就一直困擾了科學(xué)家?guī)资辍?/p>

大家好，我是科學(xué)拓荒者，今天我們要回答一個(gè)特別的問題——科學(xué)家們最終解開木星的X射線之謎了嗎？

為什么木星會釋放出X射線？

40年來，木星大氣層中的奇怪行為一直困擾著科學(xué)家。人們都知道木星和地球一樣也有巨大的極光，但與地球不同的是，木星的極光會定期產(chǎn)生大量的X射線暴。在地球上，北極光和南極光（盡管后者在更少的地方可見）最終是由太陽造成的。太陽的上層大氣釋放出一股被稱為“太陽風(fēng)”的帶電粒子流，它與地球的磁層相互作用，導(dǎo)致了我們所知的北極光和南半球的南極光。在太陽風(fēng)暴中，例如日冕物質(zhì)拋射，當(dāng)磁化等離子體從太陽噴發(fā)到太空時(shí)，光線會特別明亮和壯觀。

地球和木星并不是唯一有極光的行星，土星、天王星和海王星也是如此，但木星仍然是唯一產(chǎn)生這種X射線的極光。在2021年，科學(xué)家們似乎終于解開了這個(gè)謎團(tuán)。經(jīng)過幾十年的調(diào)查，從各種探測器和任務(wù)中收集到的證據(jù)，其中最重要的是朱諾號，表明木星磁層內(nèi)部的奇異擾動是罪魁禍?zhǔn)住Ｄ拘堑拇艑颖鹊厍虻拇艑訌?qiáng)20倍，大2萬倍，其中的離子會被太陽風(fēng)加熱。在穿過磁力線之后，它們最終釋放出巨大的能量爆發(fā)，釋放出X射線。

但這并不是謎團(tuán)的終結(jié)，引發(fā)這種釋放的是木星磁場線的振動，我們?nèi)圆淮_定是什么原因造成的。其機(jī)制可能仍然是離子、電子和等離子體之間的相互作用，但我們只是還沒有數(shù)據(jù)或知識來真正解釋為什么會發(fā)生這種情況。這也可能與木星的火山衛(wèi)星木衛(wèi)一定期釋放較重的元素有關(guān)。

這些X射線對我們有什么用？

由于所有這些未知因素，木星的極光仍然與地球的極光非常相似，只是要大得多，并產(chǎn)生指數(shù)級更多的能量。事實(shí)上，木星的一個(gè)極光產(chǎn)生的原始能量足以在短時(shí)間內(nèi)為整個(gè)地球提供能量。我們的觀察還表明，X射線就像鐘表一樣每27分鐘發(fā)生一次，這使它們非常可靠。這是否意味著，木星的X射線有可能成為我們這里的無限能源？如果我們能想出一種利用它們的方法，也許真的有可能。如果我們做到了，那么我們手中就會有一個(gè)近乎無限的能量源，因?yàn)橹灰栠€在噴射等離子體（這將持續(xù)數(shù)十億年），木星就會繼續(xù)釋放X射線。

雖然我們無法利用地球的極光來獲取能量，但它們確實(shí)在很大程度上影響了地球上的電子設(shè)備。太陽風(fēng)暴和耀斑會干擾通信，甚至可能導(dǎo)致停電和衛(wèi)星癱瘓。據(jù)記載，北極光會對基礎(chǔ)設(shè)施造成損害，包括停電，并可能影響飛機(jī)，導(dǎo)致飛機(jī)可能不得不改變航線，以避開地球上特別強(qiáng)大的極光。但是收集有意產(chǎn)生的能量是完全不同的事情，類似于試圖通過閃電發(fā)電。從技術(shù)上講，利用地面閃電作為電源是可行的，但這是如此困難和昂貴，以至于沒有人嘗試。閃電是極其不可預(yù)測的，遠(yuǎn)比極光更不可預(yù)測，也更罕見，不過它能快速地產(chǎn)生大量的電能。世界上最強(qiáng)大的電纜的電壓超過5萬伏特，而一束普通的閃電在幾秒鐘內(nèi)就能攜帶3億伏特，所以我們目前沒有技術(shù)來控制閃電產(chǎn)生的每一伏特。

我們還需要將能量轉(zhuǎn)換成電池，雖然我們有電池可以處理這個(gè)問題，但它們的生產(chǎn)成本非常高。再說一次，閃電是不可預(yù)測的，誰也不知道我們是否真的能夠定期使用這些昂貴的電池和電纜。相比之下，我們已經(jīng)非常擅長以一種非常不同的方式利用太陽輻射發(fā)電，因?yàn)檫@是太陽能電池板的工作方式。太陽能電池板收集并轉(zhuǎn)化為可用電力的光線是電磁輻射，一些太陽能發(fā)電站產(chǎn)生的電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過許多傳統(tǒng)發(fā)電站。

木星離太陽的距離比地球遠(yuǎn)得多，所以如果我們要去木星或地球以外的地方旅行，要獲得足夠的能量就比較困難了。這就是為什么找到一種利用極光的方法可能非常有用！一旦我們靠近木星，它們就會比陽光更近更可靠，可以輕易地為整個(gè)木星衛(wèi)星群提供動力。當(dāng)然，要做到這一點(diǎn)，我們不僅需要更多地了解木星的極光，還需要了解木星本身，它仍然有許多謎題等著我們?nèi)ソ鉀Q——包括它自己的閃電風(fēng)暴之謎。

木星的其它神秘之處

是的，木星有大量的閃電聚集，盡管與地球不同，木星的閃電主要發(fā)生在其兩極而不是赤道。木星的閃電花了這么長時(shí)間才被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗霈F(xiàn)在一個(gè)完全不同于地球上的閃電范圍。這也很奇怪，因?yàn)樵诘厍蛏希W電與地球表面有關(guān)。地球上有一半的閃電來自地面以上，而地面的電荷吸引著云層中的閃電，反之亦然。但是木星沒有表面，因?yàn)樗鼛缀跬耆怯蓺怏w構(gòu)成的，所以它的閃電是如何工作的還不清楚。對于木星的中心是否有巖石內(nèi)核，科學(xué)家也仍未確定。這一假設(shè)有可能成立，但我們不確定木星的中心是否正在發(fā)生著這種情況，或者更奇怪的事情。

而木星臭名昭著的風(fēng)暴和奇怪的大氣層還有更多不尋常的特征。這些雷暴還會產(chǎn)生一種叫做“蘑菇”的東西，這是一種“泥狀”冰雹，里面充滿了氨，氨可能攜帶重元素和分子，比如水，進(jìn)入濃密的云層深處。

關(guān)于木星著名的大紅斑，一個(gè)強(qiáng)烈的反氣旋，還有很多問題。地球上的反氣旋會產(chǎn)生龍卷風(fēng)，有時(shí)還會產(chǎn)生暴風(fēng)雪，盡管海王星也有反氣旋，也有它的“大黑斑”，但木星的反氣旋才是太陽系中最大的風(fēng)暴。我們甚至不知道這個(gè)大紅斑的年齡，但它在人類能夠看到木星表面的時(shí)候就已經(jīng)存在，至少有幾個(gè)世紀(jì)了。對于這場風(fēng)暴是開始消散，還是只是在外觀上發(fā)生了變化，或者仍舊繼續(xù)壯大，科學(xué)家們至今也沒有達(dá)成一致。

不僅木星本身是個(gè)謎，它的衛(wèi)星也同樣很神秘。木衛(wèi)一是太陽系中最大的天體之一，也是火山活動最活躍的天體，這也可能導(dǎo)致了奇怪的X射線極光。它有數(shù)百座活火山，被硫磺覆蓋，看起來呈亮黃色。當(dāng)然，最有趣的衛(wèi)星是木衛(wèi)二，木衛(wèi)二是一顆冰冷的衛(wèi)星，它的地下有一片海洋，許多人推測它可能是外星生命的寄主。考慮到木星本身似乎擁有除了水之外的所有生命必需的元素（水本身也是一個(gè)謎），木衛(wèi)二的表面下很有可能隱藏著一些不同尋常的東西。

很明顯，關(guān)于這顆令人驚嘆的行星，我們還有很多東西需要了解，雖然過程很緩慢，但我依舊相信我們偉大的人類會對它了解得越來越透徹！

以上就是關(guān)于科學(xué)家對木星X射線之謎的解釋。你認(rèn)為木星X射線能夠利用嗎？歡迎在留言區(qū)說出你的看法。