对木星极光的 XMM-Newton 研究

我们对木星的 X 射线 (0.2-10 keV) 极光进行了详细分析，分别于 2003 年 11 月和 2003 年 4 月进行观测，并进行了比较。我们发现了电子波尔速辐射成分在极光中，其在 2 keV 以上占据了几乎全部的 X 射线通量：这种成分虽然已被预测，但因前几代 X 射线任务的灵敏度不足，从未被检测到。这种波尔速辐射成分在 2003 年 11 月观测覆盖的 3.5 天内呈现出显著的强度和光谱形状变化，随着强度增加，光谱呈现出显著的硬化。这一变动可能与当时正在发生的强太阳活动有关，可能由木星磁层内加速机制的变化所致。与 2003 年 4 月相同，2 keV 以下的极光光谱最佳拟合为来自离子电荷交换的线发射，其中的 OVII 起主要作用。我们仍无法确定最低能量线（约 0.3 keV）所涉及的离子种类，因此离子来源（磁层内还是太阳风）的问题仍悬而未决。显然，两种情景都可能在一种肯定是非常复杂的行星结构中发挥作用。在使用 XMM-Newton RGS 在 0.5-1 keV 范围内对整个木星进行高分辨率光谱观测后，清晰分离出来自木星低纬度的发射线（主要为 Fe）与由 O 引起的极光线。我们发现，这些线具有非常宽广的翼膜，表明速度约为 5000 km/s。这种速度与预期在木星磁层内加速的 O 离子所具有的能量相符。总体而言，我们的测量结果与最近模型的预测良好一致。