極光顯示繼續引起科學家們的興趣，無論這些亮光是照耀在地球上還是其他星球上。這些光掌握著行星磁場的構成以及磁場如何運作的線索。關於木星的新研究證明了這一點，並增加了人們的好奇心。

阿拉斯加大學費爾班克斯地球物理研究所空間物理學教授彼得·德拉米爾是一個由13名研究人員組成的國際團隊中的一員，他們取得了與太陽系最大行星極光有關的關鍵發現。

該團隊的工作於2021年4月9日發表在《科學進展》雜誌上。這篇研究論文名為 “木星不尋常的磁層拓撲結構如何構造其極光”，作者是香港大學地球科學系的Binzheng Zhang；德拉米爾是主要合著者。

德拉米爾利用新開發的木星磁層全球磁流體動力學模型所做的研究，為科羅拉多大學博爾德分校的研究員Fran Bagenal在2010年的一篇論文中提出的一個此前飽受爭議和批評的觀點提供了證據：木星的極帽部分是封閉的磁場線穿行，而不是完全的開放磁場線穿行，太陽系中的大多數其他行星都是如此。

“我們習慣於傾向於兩極化，要麼是開放的，要麼是封閉的，無法想象一個兩者都有一點的解決方案，”自2000年以來一直研究木星的德拉米爾說。“然而事後看來，這正是極光對我們的啟示。”

開放線是指那些從一顆行星上發出，但卻在遠離太陽的太空中尾隨而去，而不能夠與對面半球的相應位置重新連線。例如，在地球上，極光出現在一個被稱為極光橢圓的區域周圍的封閉場線上。這是地球磁軸兩端附近的高緯度環，但不在兩端。然而，在地球上的那個環內，與太陽系中的其他一些行星一樣，是一個被稱為極冠的空點。這是一個磁場線不連貫地流出的地方——極光也因此很少出現。想象一下，家裡如果沒有完整的電路就沒有燈。

然而，木星卻有一個極地帽，極光在其中耀眼奪目。這讓科學家們感到困惑。德拉梅爾說，問題在於，研究人員在思考木星問題時，由於他們對地球自身磁場的瞭解，所以以地球為中心。

於是，德拉米爾和研究小組的其他成員利用計算機建模尋求幫助。他們的研究揭示了一個基本封閉的極地區域，有一小塊月牙形的開放磁通區域，只佔極帽區域的9%左右。其餘的地方都是活躍的極光，標誌著封閉的磁場線。

事實證明，木星在其極帽中同時擁有開放和封閉的混合線。這揭示了什麼？它提出了許多關於太陽風如何與木星的磁層相互作用並影響動態的問題。例如，木星的靈動極帽可能是由於這顆行星的快速旋轉——每10小時一次，而地球每24小時一次——以及其磁層的巨大。兩者都減少了太陽風的影響，這意味著極冠磁場線不太可能被撕開成為開放線。

而木星的衛星木衛一在多大程度上會影響木星極冠內的磁力線呢？木衛一與木星有電動力學上的聯絡，這在太陽系中是獨一無二的，因此它的母星會不斷地剝離重離子。正如論文所指出的那樣，“木星磁層的磁力結構以及木星極光究竟在告訴我們木星的拓撲結構是什麼，研究人員仍未得出結論。”