木衛三上的“極光珠串”，為什么讓科學家如此興奮？

探索宇宙奧秘 · 理性思考

2026年2月23日，一個國際天體物理學家團隊宣布，他們在太陽系最大的衛星——木衛三上，發現了與地球極光高度相似的精細結構。這不僅僅是又發現了一處“有極光的地方”。科學家看到的，是一種名為“珠子”的亮斑鏈，它將地球與數十億公里外的這顆冰衛星聯系了起來。這個發現暗示，宇宙中可能存在著一種普適的物理過程，在塑造著我們所見的絢爛光影。

要想理解這次發現的精妙，得先回到2021年7月7日。那天，NASA的朱諾號探測器高速飛掠木衛三。它身上的紫外光譜儀（UVS）只有短短15分鐘不到的觀測窗口，而且由于速度太快，只能像掃描一樣，獲取一條條狹窄的圖像條帶。

就是在這有限的數據里，科學家拼接出了一個驚人的細節：木衛三的極光并非均勻的光幕，而是由一連串明亮的“珠子”串起來的 。這種結構，在地球極光研究中有一個形象的術語——“極光珠串”。

它們通常與地球磁層的大規模能量釋放事件有關，比如磁層亞暴。想象一下，地球的磁場像一根巨大的橡皮筋，被太陽風吹得拉伸、儲能，最后突然回彈，釋放出滔天能量，此時極光就會突然增亮，并出現這種不穩定的珠串狀結構。

木衛三上居然出現了同樣的“珠子”。這說明什么？說明盡管那里是木星的巨大磁場領地，盡管木衛三本身只是一顆衛星，但它與木星磁場的相互作用方式，極有可能復制了地球與太陽風相互作用的某些核心物理機制 。

為什么偏偏是木衛三？這顆衛星在太陽系中極為特殊。它是唯一擁有自己內在偶極磁場的衛星。這個磁場在木星強大的磁層內部，又撐起了一個屬于它自己的小磁層——“磁層中的磁層”。

這就為極光表演搭建了一個獨一無二的舞臺。在地球上，太陽風粒子是“舞者”，地球磁場是“舞池”。在木衛三，舞者變成了木星磁層中的高能等離子體，而舞池則是木衛三自己的磁場和它那層薄薄的含氧大氣。

當這些高能電子沿著木衛三的磁場線，撞擊其稀薄的氧氣大氣時，就會激發氧原子，發出紫外光。朱諾號捕捉到的，正是這種紫外極光 。

這次發現的關鍵在于，木衛三的極光珠串，很可能就是它的小磁層發生類似地球“亞暴”過程的外部表現。不同尺寸、不同環境的天體，竟能用同一種“舞步”回應外部的能量沖擊，這讓科學家確信，他們抓住了一條理解宇宙等離子體相互作用的普適線索。

人類對極光的認知，走過了一條從神話到科學的漫漫長路。我們曾以為那是神跡，后來明白那是太陽與地球的“能量交響樂”。

最近幾十年，我們才知道極光并非地球專利。哈勃望遠鏡看到過木星和土星上永不熄滅的極光，甚至有研究揭示了木星上存在動態的紅外極光 。但那些大多是遠觀，看不清細節。

如今，朱諾號在木衛三上的發現，正是在一個全新的、更小的天體上，為這個“統一框架”找到了強有力的觀測證據。木衛三成了檢驗行星磁層物理學普適性的天然實驗室。

看到這里，中國的讀者自然會關心，在這場“追光”之旅中，我們身處何方？答案可能比很多人想象的更靠前。

當比利時團隊分析朱諾號發回的數據時，中國的科學家也在地球上，搭建著自己的觀測網絡。

最典型的代表是“子午工程”。這個覆蓋全國的地基空間環境監測網，在2025年全面建成 。它的二期工程包含大量自主研制的國之重器，比如在內蒙古、吉林、新疆布設的“中國雙極光雷達網”，能像拍電影一樣完整記錄極光南下的過程 。

更不用提在南極中山站，中國科研人員已經堅守了30多年。就在2025年，他們利用中山站的數據，在國際上首次提出了“極光漣漪”這一新概念，描述了極光弧邊緣一種精細的條紋狀結構 。這與比利時團隊在木衛三上發現“極光珠串”，其實是在做同一件事：用更銳利的眼睛，去分辨那些曾被忽略的細節。

中國科學家的貢獻不止于觀測。前述2024年提出的行星極光“統一理論框架”，就出自香港大學的學者 。而法國科學家在分析朱諾號數據時，也用到了復雜的模型來反推木衛三極光沉降電子的能量，這類研究同樣有中國科學家的參與 。

可以說，在從理論構建、地基觀測到空間數據分析的全鏈條上，中國科學家都已經是這場全球科學探索中的重要力量。

朱諾號的飛掠只有15分鐘，它不會再回來了。但人類對木衛三的探索才剛剛開始。

歐洲空間局的“木星冰衛星探測器”（Juice）正在路上，預計2031年抵達木星，并最終將進入環繞木衛三的軌道 。它攜帶著與朱諾號類似的紫外光譜儀，可以長期、細致地監測這顆衛星的極光變化。

屆時，我們不僅能看清“極光珠串”如何隨時間演化，還能結合其他儀器，直接探測木衛三的磁層和地下海洋。極光，將不再只是一道風景，而是幫助我們理解這個“世界”深處秘密的鑰匙。

從地球的兩極，到木衛三的夜空，那道光的背后，是人類試圖理解自身在宇宙中位置的永恒追問。而現在，我們手里已經有了更多拼圖。