研究还显示，土星两极磁场变化与极光和射电波释放相匹配[24-25]，由此认为所观测到的土星射电辐射爆发的全部变化与太阳对土星的影响相关。研究者还提出一个响应的模型：磁层顶的开尔文–亥姆霍兹不稳定性会导致阿尔芬波沿着弯曲的磁力线传播到土星极区附近，并在这个过程中使土星电离层附近的粒子加速沉降，发生回旋不稳定性，进而产生X模式辐射的非寻常波。极区发生回旋不稳定性的区域就是土星千米波辐射源的区域。

土星也可能存在很弱的10米波辐射，可以在未来的空间探测或使用地面的巨型HF阵列来检测。

2.1.2 木星极光射电爆发

木星的射电辐射爆发自20世纪50年代就被探测到，1973年“先驱者10号”（Pioneer 10）直接拍摄到了木星的极光，1979年“旅行者1号”也成功地观测到了木星的极光，推定木星存在磁场。“先驱者10号”“先驱者11号”经过木星时，发现它周围的磁场和辐射强度远大于预期。对木星进行过飞掠探测的探测器列表见表1[26]。

表1 木星射电探测的飞掠探测器和距离Table 1 Jupiter fly-by space mission and distance探测器 接近或探测时间 探测器–木星距离/km先驱者10号 1973年12月3日 130 000先驱者11号 1974年12月4日 34 000旅行者1号 1979年3月5日 349 000旅行者2号 1979年7月9日 570 000尤利西斯号 1992年2月8日2004年2月4日 408 894 120 000 000卡西尼号 2000年12月30日 10 000 000新视野号（New Horizons） 2007年2月28日 304 535

木星极光辐射的电磁波存在于从LF射电波段到软X射线全部的电磁波频谱段。研究认为木星的强磁场来自于木星大气层的深处，那里由于压力巨大，存在一层可以导电的“金属氢”层，内部气压超过400万标准大气压，电子和质子像金属晶格那样聚集。结合木星的快速自转形成这一层的涡流电流进而产生强大的磁场，分布范围可能远至土星[4-5,20]。

由于木星磁场太强，后续的木星探测器，如“伽利略号”（Galileo），从较远的安全距离上探测木星和它的卫星。直到20世纪90年代空间观测发现[4,26-28]，木星的极光比预期多许多，并且发现木星的极光实际上比最初想象的要亮几千倍。钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory，CXO）进一步研究表明，大部分极光实际上是以X射线的形式射出，与其它几个行星的极光相比较，木星极光的覆盖范围很大，可以达到地球地表面积的数倍。而且木星极光的产生机制可以不依赖于太阳风。

木星极光喷射揭示能量通过木星大磁气圈传输和消散。日本研究者观测发现在木星的表面观测到持续发光的“爆发极光”[29-30]。这种连续的极光现象不能用外部太阳风受压引发来解释，太阳风极光产生机理只能解释通常类型的短暂明亮的极光发生。日出卫星（Hisaki）和哈勃望远镜提供的证据表明，恒稳态行星旋转的内部驱动可以产生这类连续极光爆发。强烈喷射从木星极冠区域延伸至木卫一极光迹象附近的纬度，暗示着通过内部等离子循环过程，能量快速进入木星极地区域。远紫外辐射观测显示，这种类型木星爆发极光也与木星–卫星交互作用关联[4,26,28,31]，木星和木卫一交互作用产生极光现象，木卫一表面火山释放带电离子和电子云，进入木星周边弥漫强磁场的区域，伴随着木星快速旋转，在木星磁场旋转作用下牵引木卫一物质环绕其周围，导致木星极地出现强电场。这种加速离子和电子产生强极光现象，几乎照亮了电磁波谱的可见光与射电波段所有部分。在上述过程中，木星大气的带电区域与附近的所有粒子相互作用，将它们拉入巨大的电压风暴中，剥离这些粒子中的电子，粒子在电子减速并接近行星表面时再将之吸引回来。这个过程尽管消耗了来自大气层的正常粒子，但是还有相对恒定的其它粒子供应到木星的大气中。例如，木卫一上有数百个火山喷出氧气和气态硫，喷发出的气体粒子会逐渐进入木星的极地区域，当这些粒子的电子被剥离然后再被吸引回来时，导致极地周围发射出几乎恒定的极光辐射。木卫一之外的木星的卫星在运行过程中也会产生带电粒子，并被木星磁场捕获，它们向木星两极靠近时也会产生相对弱的极光。上述发生过程没有涉及太阳活动。

木星的极光产生机制包括有、无太阳风参与的两类。在各个电磁波段产生的木星极光中，初步分析认为从紫外到红外波段的极光主要是太阳风撞击木星高层大气中的带电粒子产生的，而X–射线和射电波段的极光则主要是由于大气层中积淀下来的粒子本身所发出的辐射而产生，即通过高能光子产生的荧光作用而产生。然而，这两类发生的几率如何、哪一类主导，二者对探究木星磁场影响其大气层的贡献如何，等等，都是开放的科学问题。

文章来源：《北极光》 网址: http://www.bjgzzs.cn/qikandaodu/2021/0522/743.html