煤气巨头的能源危机在50年后解决了解决

生活在遥远的遥远，太阳散落到达太阳系，木星和土星，天然气巨头和天王星和海王星，冰巨人，总是预期是寒冷的领域。但是，当美国宇航局的航天家航天器在20世纪70年代末和20世纪80年代航行时，科学家发现，所有四个世界都在运行行星般的融合 - 一个启示jarring，因为在冰箱里找到一个篝火。

基于地面望远镜和伽利略和Cassini SpaceCraft的后续观察表明，他们的星球范围的FEVERS持续到时间。他们的行星Pyrexias是急性：木星的下纬度，例如，应该是寒冷-110摄氏度。相反，那里的气氛在325度烹饪。 Incognito焚烧炉在此后面是什么？这个未知的热源如何变暖，不仅是行星上的单一斑点，而且整个高层大气？

日本航空航天勘探机构的行星天文学家James O'Donoghue表示，科学家们试图解释这一“能源危机”，但仍然是“约50年的困惑”。现在，两篇论文已经开始透露，其中所有热量来自：木星和土星的北部和南方灯 - 他们的极光。

结果来自气体巨头的上部大气的详细测量。 Cassini SpaceCraft在最终将其流入地球的机动过程中由Cassini SpaceCraft拍摄了土星的大气温度;木星用巨型夏威夷火山上的望远镜缝合在一起。两者都表明，气氛在两个磁极下方的极光区附近最热。当您接近赤道时，温度会下降。显然，极光带来了热量 - 以及与散热器一样，热量随着距离而降低。

对能源危机的解决方案可能具有深远的影响。行星 - 从我们自己的太阳系中的那些轨道遥远的星星 - 不要总是保持氛围。许多奇和的信封随着时间的推移被摧毁，在某些情况下，将巨型世界转变为小小的，无人的果壳。研究人员希望能够区分这些从可居住的地球的行星。如果我们希望这样做，亚利桑那大学的研究员Zarah Brown表示，“你想知道的主要参数之一是外部大气的温度，因为那就是天然气丢失到空间的地方。”

地球的北部和南方灯尚未完全理解，但基础知识很清楚。

太阳射击磁场和精力充沛的粒子的卷。当这些葡萄酒 - 更好地称为太阳风 - 到达我们的星球时，它们与地球自身的磁泡相互作用，称为磁层。然后精力充沛的粒子螺旋到行星的北部和南部磁极。在那里，它们在上层大气中突出气体原子和分子。这些影响暂时激励气体，这发射了可见光的闪光。

通常，极光需要三种成分：能量粒子，磁场和气氛的源。木星和土星都有三个，但是这个星球的极光都不像地球。

地球的磁场来自液体低于我们脚下的液体镍铁合金的搅拌。但是气体巨头没有液体铁芯。相反，行星的巨大重力在其外芯中挤压了巨大的液体氢气，这很难使氢的电子自由流出。该方法将氢气变成磁体产生金属。

因为这些金属氢气的玛尔斯斯是如此巨大，气体巨头的磁球体使地球的外观Lilliputian。木星的磁影“是太阳系中最大的结构，”O'Donoghue说。 “它的尾巴倒入了土星，可能超越。”

气体巨头也不能依赖于太阳风充足的能量粒子或等离子体，从而随着距离阳光的越来越多的距离而消散。相反，他们依靠火山炼金术的行为。

木星从其月亮IO获得大部分血浆，这是科学所知的最多火山的物体。 IO的近常数岩浆喷发抛弃了丰富的火山材料进入太空;在那里，它在阳光下沐浴，变得电气兴奋，然后淋浴到木星上。土星大部分的血浆来自Enceladus，一个镜子状的冰冷的月亮，将寒冷的水般的湿物质射击到太空中。

这些等离子体射入行星的膨胀磁体，将它们加速到杆中。在那里，等离子体中的带电粒子与大气中的气体分子碰撞。

土星上的极光散发出紫外线;在木星上，它们都在紫外线和红外波长。但是，使光的过程与制造热量的过程不同。在这种情况下，“这是关于摩擦，”O'Donoghue说。

等离子体通过现场线路流到行星磁极 - 磁化卷须延伸到太空。这些卷须及其溪流与行星一起旋转。但他们有时会挣扎以保持步伐。例如，木星每10小时旋转一次。当那些等离子体滞后在地球旋转后，木星强大的西风风吹过他们。这些风在缓慢移动的等离子溪流上拖动摩擦。并且这种摩擦使热 - 或许，在木星的情况下，比行星从太阳从太阳升起125倍。 “那种坚果，”O'Donoghue说。

那么，这并不奇怪，即天文学家一直在想知道极光是那些行星般的源泉的来源。 “几十年来，很明显，奥罗拉有充足的能源，”波士顿大学高级研究科学家卢克摩尔说。但是为了从怀疑导航到确定性，天文学家需要地图：特别是气体和冰巨人的上大气的热图。有了它，他们可以看出最高温度是否可以叠加在极光上，如果这种热量在整个星球上漫射。

第一个地图来自最后的行为。 2017年4月，在土星周围轨道13年后，美国宇航局的Cassini SpaceCraft被命令做出了非凡的事情：在它之间反复潜水时，行星的22个轨道。在2017年9月15日结束的所谓的大决赛，当航天器在土星的云层烧毁时，卡西尼在没有其他人的特写视图。

随着卡西尼靠近土星，它通过地球的氛围在明亮的恒星上。来自这些恒星的光似乎根据光通过的大气的密度改变。气体的密度和温度是相关的，因此研究人员使用了几十种这些测量，称为恒星掩星，为土星的上层大气的一天和夜间制作详细的热图。

去年在自然的天文学中发表的是，热图在极光周围显示了热尖峰，在朝向赤道温度下温度下降。

它似乎似乎是奥罗拉斯负责。但是，如果我们对土星的能量再分配是正确的，它也必须在木星上工作，“布朗说，他是土星研究的主要作者。

现在，由于O'Donoghue和他的同事的工作，它似乎确实如此。

将木星的上大气发热归因于自己的极光，也需要一个热图。但制作这样的地图远未容易。这个星球的混乱高层大气从一周变化。您不能在一天晚上在杆附近进行测量，然后几周后回来并将其与赤道附近的测量进行比较。及时，天空将显着转移，任何热流的证据都将丢失。

所需要的研究人员是在相对短暂的时刻制作的全球热图 - 一个在几个小时内显示出热量的流动。

O'Donoghue，Moore和Company转向夏威夷休眠的休眠的休眠的Keck天文台。他们用它来观察木星在两晚的红外光线 - 2016年4月14日，以及2017年1月25日 - 5小时。在每晚的过程中，他们创造了木星日侧的高分辨率热图。这两个地图都清楚地显示了极端区域周围的温度，击中了惊人的730摄氏度。当您接近赤道时，这种热Zenith逐渐下降，汞仍然达到令人印象深刻的325度。

他们目前可用的结果已被公认为自然所接受，与沙丘在土星看到的内容进行协调。结果已被视为坚硬证明，极光可以解决能源危机。 “这是一大步的一步，看到它是极光的加热，”威尔士阿伯斯威斯大学的空间物理研究员Rosie Johnson说，他们没有参与任何纸张。

Licia Ray，英格兰兰卡特大学的空间和行星物理研究员也没有参与任何一种纸张，称​​赞土星研究的严格数据集。但她的木星纸张不太说服。 “他们只是使用两夜的数据，我发现这是一个问题，”她说。但尽管有了疑虑，“我认为温度梯度结果[在木星]可能会持有，因为他们在土星看到它，”她说。

相对较少的观察是“一个公平的关注，因为这些是非常动态的地方，这些巨大的行星，”摩尔说。已收集额外的木星观察夜晚，目前正在处理。

在任何情况下，大多数独立的研究人员似乎都深信，地球宽的射击落到了极光。这些论文提供了“真正的确认，即我们怀疑正在发生的事情实际上发生，”莱斯特大学的行星科学家莱斯特大学的行星科学家，英格兰的行星科学家说，他没有参与工作。 “能量从极光域泄漏到下纬度。”问题是：怎么样？

大多数大气循环模型努力通过木星和土星尖叫到赤道的西风，进而，他们的热图显示出这些暴躁的障碍是以某种方式克服。

一个潜在的解决方案受到Cassini的观察的启发。卡西尼发现，有时，对较低层的气氛的干扰会导致该层迁移到高层大气层。这种反演可能会破坏和减慢上层大气的强大的向西风 - 也许足以让极度热量泄漏。

理论上，这种机制也可以应用于木星。但是气体巨头的上部气氛缺乏云 - 清晰的运动标记 - 这使得浮动的风“恶劣挑战”，弗莱彻。目前，这部分能源危机仍然是没有分辨率的谜语。

O'Donoghue的团队怀疑第二个过程可能有助于在木星周围分发热量。偶尔，激烈的太阳风力活动将对木星的磁层施加压力，挤压它。事先工作表明，当这种压缩发生时，IO的等离子溪流可以快速推入上大气层。额外的等离子体让那些强大的向西风更多地推动，这可能产生加热尖峰。

在最近的调查期间可能已经看到了这种尖峰。在2017年1月25日的时间内，观察，当太阳风力活动相对较高时，已经在温度下飙升的较热的上层大气。该团队同时发现了从极光区向赤道移动的好奇的高温结构。在2016年4月14日，观察，当太阳风的活动相对安静时，这些现象都没有看到。

该团队推测，2017年初的太阳风活动爆发可能已经捏住了地球磁层。但其他因素也可以在戏剧中。 Ray推测IO上的火山活动中的高度可能提供替代解释。没有更多的观察，他们不能肯定某种方式或另一方，说奥多通。

尽管有这些余地讨论，但由于木星和土星的大气纵火主义者的真正识别是大量的，非常促使我们对这些世界的理解。然而，天王星和海王星在厚厚的不确定性中笼罩着笼罩。它们具有不同的环境，磁场和旋转行为 - “它们是古怪的”，说棕色 - 意思是气体巨头的作品可能无法为冰巨人工作。他们太遥远了，我们努力使用地球的望远镜进行详细观察，看起来他们不会被其他航天器访问可预见的未来。直到那一天来，这些遥远的领域将保持陌生人，这两者都受到了我们尚未理解的行星般的融合。