SwRI科学家找到木卫三和木星之间磁重联的证据

2021 年 6 月，宇航局的朱诺号宇宙飞船飞近木星最大的卫星木卫三，观察到磁重联的证据。由西南研究所领导的一个团队使用朱诺数据来检查电子和离子粒子以及磁场，因为木星和木卫三的磁场线合并、断裂和重新定向，加热和加速该地区的带电粒子。

“木卫三是我们太阳系中唯一拥有自己磁场的卫星，”朱诺首席研究员 SwRI 的斯科特博尔顿博士说。“Ganymede 的磁场线与木星的磁场线的断裂和重新连接创造了磁层烟花。”

磁重联是将存储的磁能转化为动能和热量的爆炸性物理过程。木卫三的微型磁层与木星的大质量磁层相互作用，位于磁层顶，即两个区域之间的边界。

“我们将在木卫三磁层顶沿磁场行进的加速电子的存在解释为朱诺号飞越期间在那里发生磁重联的证据，”地球物理学研究快报的主要作者罗伯特·艾伯特博士说，他描述了这些发现。“这些观察结果进一步支持了这样一种观点，即木卫三磁层顶的磁重联可以成为木星卫星周围局部空间环境中动态过程的驱动因素。”

朱诺号上由 SwRI 开发的木星极光分布实验 (JADE) 观察到增强的电子通量，包括加速的、磁场对齐的电子。朱诺观测到的重联被认为与木卫三极光的产生有关。

“JADE 观测到的加速电子与 NASA 磁层多尺度 (MSS) 航天器在地球磁层顶重新连接期间观测到的电子相似，”该论文的合著者斯蒂芬·富塞利尔博士说。“这是木卫三飞越的令人兴奋的结果之一：尽管木卫三和地球之间存在巨大差异，但我们在磁重联的普遍过程中发现了共性。”

在朱诺号飞越期间，由 SwRI 领导的紫外光谱仪 (UVS) 观测到了木卫三的极光发射，预计这些发射是由通过磁重联加速的电子产生的。SwRI 已经建造了两个额外的 UVS 仪器，用于在 ESA 的 JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) 航天器和 NASA 的 Europa Clipper 上的木星轨道上运行。欧洲航天局的 JUICE 任务计划于 2023 年 4 月发射并于 2031 年抵达木星。宇航局的欧罗巴快船计划于 2024 年 10 月发射并于 2030 年抵达木星。

“当你有太阳系中最大的行星作为你的邻居时，没有什么是简单的或小的，”来自 SwRI 的朱诺号科学家 Thomas Greathouse 说。“这是对木卫三这种复杂相互作用的首次测量。这让我们很早就对我们期望从 ESA 的 JUICE 任务中获得的信息有了诱人的体验。”