木星为什么异常温暖？科学家通过绘制木星的高层大气图，了解到极光负责在全球范围内提供热量，揭示了困惑天文学家数十年的木星“能源危机”的秘密。

据外媒报道，困扰天文学家数十年的木星“能源危机”的解决方案，于8月4日被发表在了《自然》杂志上的一项新研究上。

莱斯特大学的太空科学家和来自日本航天局、以及波士顿大学、美国宇航局戈达德太空飞行中心和美国国家信息与通信技术研究所的同事使用夏威夷凯克天文台的数据绘制了这颗气态巨行星的高层大气图。

这是迄今为止最详细的行星地图，也是首次证实了木星强大的极光负责在全球范围内提供热量。

木星能源危机

木星是太阳系中最大的行星，质量是地球的318倍，其中大部分是氢和氦。他无与伦比的质量和与太阳极为相似的物质组成，让木星受到了很多人的关注。

虽然图像显示木星是一颗有形态的行星，但实际上木星是由气体构成的。

而且，木星上的大气层与地球上的大气层完全相反，可以称为死亡大气层。

科学家的计算结果表明，若要想达到这个温度，除非木星自己也产生热量，而且这种热量大约是它从太阳接收到能量的2.5倍。

如果有人类尝试登上木星，那他一旦进入大气层就会被大气压扁，甚至还会被大气撕裂。

科学家们发现，木星距离太阳很近，大概有7.78亿公里，因此在它表面的温度比预期的要高很多。

据悉，木星表面温度可以达到1000万摄氏度以上，只要靠近他，就有可能被烧成灰烬。

汤姆斯塔拉德博士说：“在太阳系中，对于人们来说每颗巨行星顶部稀薄的大气层都是一个谜。这种“能源危机”也是一个长期都存在的问题。

在之前过去的50年里，我们无论是对木星的太空任务，还是对于地面的观测项目，都一直在测量它赤道的温度，因为那的温度实在太高了。

那么究竟是模型未能模拟极光的正确热流呢，还是赤道附近存在着其他的未知热源呢？

新研究表明，木星的赤道加热与极光加热直接相关。”

JamesO'Donoghue博士说：“在莱斯特大学里，我们首先开始试着绘制木星最高大气层的全球热图。

在那个时候，这个信号还不足够亮，所以他还没办法显示出木星极地以外的任何东西，

但是我们凭借着从那项工作中获得的经验，每个人都想尽一切办法在地球上最大、最具竞争力的望远镜之一上争取时间。

在两年后，我们通过凯克望远镜的帮助，绘制出了一份非常详细的温度图。

结果我们发现极光内部的温度很符合之前预期的结果，他开始的温度很高。

在这其中我们还发现了一个更有趣的结果，虽然木星的极光只覆盖了他约10%的面积，但它似乎加热了整个行星。”

也就是说木星的赤道加热与极光加热有直接相连的关系。

木星极光

在木星上，从木卫一喷出的物质导致了太阳系中最强烈的极光，并在木星的极地地区产生了巨大的热量。

很多人都对极光有所了解，它们被认为是我们星球上最神秘、最迷人的东西。

极光通常出现在地球的北极和南极附近的高纬度地区，相对应的名称分别是北极光和南极光。

然而，直到2016年，我们第一次看到了太阳系上另一颗行星的极光，也就是木星极光。

根据钱德拉X射线天文台的研究表明，实际上大部分的极光都是以X射线的形式发出的，是人眼所看不见的，那些X射线极光甚至比我们整个地球都还要大！

地球上的极光会根据太阳风的强弱而变化着，而强烈的太阳风暴也会让木星上的极光变得比平时强，但是木星上的极光与地球的不一样，因为木星上的极光并不是全部来自太阳风。所以他永远都不会停止！

首先，木星的自转速度非常快。因为在木星里面可以放下1,321个地球，所以当这颗行星每10小时就绕其轴自转一圈的时候，这颗行星强大的磁场也以这种速度疯狂旋转，从而产生惊人的电量，在木星的极点甚至产生大约1000万伏特的电力。

这个跟地球的磁场差不多一样，当带电区域跟附近所有粒子相互产生作用的时候，就会把它们拉入巨大的电压风暴中。而当这些粒子被猛烈地拖向行星表面的时候，电子就会被从粒子中剥离出来。

然后当电子减速并接近表面时，粒子又被重新吸引回来。在这个极快的电荷交换反应过程中，大量的X射线就会被喷射到木星两极周围的空间中。

虽然在这个过程中消耗了大气层中正常的粒子，但还有其他相对稳定地粒子供应到了木星的轨道上。

所以当这些粒子的电子被剥离然后再被重新吸引回来的时候，导致在极点周围发射出了几乎恒定的X射线。

极光对木星的影响

当带电粒子被行星的磁场捕获时，就会产生极光。

而对于木星来说，木卫一所喷射出来的物质引发了太阳系中最强的极光，并且还在木星的极地地区产生了非常大的热量。

虽然长期以来木星的极光一直是木星大气变暖的主要原因，但此前对于这个观测一直都没有办法去证实他或者说去否认他。

在以前的高空大气温度图中，是用了只有几个像素的图像绘制的，这根本不足以解释地球上的温度是如何变化的，那就更不用说提供额外热量来源的线索了。

现在O'Donoghue博士领导的团队绘制了五张不同空间分辨率的大气温度图。其中最高分辨率的地图显示了一个正方形的平均温度测量值，该正方形的“高”经度为两度，“宽”纬度也为两度。

然后他们搜索了其中10,000多个独立数据点，结果却只绘制了不确定性小于5%的点。

根据气态巨行星的大气模型显示，它们不断地把热能从赤道输送到极地地区，然后再沉积在极地地区附近的低层大气中，就像超级大的冰箱一样工作着。

快速变化的极光还可能会推动能量波，来阻止热量流向两极并将其转向赤道。

此外，观测结果还表明，在亚极光区有一个局部加热带，他可以被解释成给赤道传播的有限热波，也可以为驱动传热过程提供证据。

莱斯特大学的这项行星研究涵盖了整个木星系统，从行星的磁层和大气层再到其各种各样的卫星收集。

据了解，莱斯特的科研人员是“朱诺”日常任务的成员，该任务由全球天文学家精英团队组成，他们正在通过即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜观测木星。

此外，莱斯特还在欧洲航天局将于2022年发射的木星冰卫星通信卫星探测器的科学和仪器仪表方面发挥主导作用。