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2013 年 9 月 21 日

太陽系的前世今生 (264):土星上的極光變化

影像提供 : NASA/ESA/STScI、J. Clarke and Z. Levay
文字提供 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 土星環 太陽系 最壯麗的奇景之一。 不過來自 哈柏太空望遠鏡 (HST)在 2004 年 1 月底所拍攝的這幅 影像 , 提供了動人的另類土星環 ─ 圍繞 土星極區 紫外極光環 。 這些比雲頂高了1,600 公里的土星 極光 (Aurora),其成因可能和 地球極光 類似。 這幅影像顯示出土星極光的起落和流動情況。極光一方面與 行星 高層 大氣 行星磁場 的大規模相互作用有關, 另一方面又與 太陽 噴發出來的高速帶電粒子流 (太陽風) 有關。

       極光 出現的高度可從離地面數公里達數百公里的 大氣層 (Atmosphere) 高空,它繽紛多彩的顏色,乃是因為游離著 大氣層 中不同成分的電子,從較高電子能階的 激發態 (Excited state) 跳回穩定的 基態 (Ground state) 時,輻射出的不同波段之 電磁波 (Electromagnetic Radiation)」。 例如,在極光光譜中波長為 5577 埃 (A0) 的顯著綠線,它是由氧 (O) 原子的激發態電子跳躍回基態所產生的。

       天文學家發現當 太陽風  (Solar wind)  繞過了行星外層的 「盾形擾動」(Bow shock,或稱之為弓形震波) , 太陽風 所攜帶的 帶電粒子 約有 5% - 10% 會巧妙地進入行星磁場 (Magnetic field)  的磁圈  (magnetosphere) 、 范艾倫輻射帶 (Van Allen radiation belt),甚至 大氣層 裡來而呈現北極圈附近的 「北極光 (Aurora borealis)」和南極圈附近的「南極光 (Aurora australis)」現象。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (265):太陽風造成了彗星各方向不同形狀與組成份的彗尾
天文史上的今天 : 1971 年 9 月 21 日,阿根廷醫生貝爾納多•阿爾韋托•奧賽(Bernardo Alberto Houssay,1887.4.10.- 1971.9.21.)逝世。他因發現腦下垂體前葉激素在糖代謝中的酶促反應,因此捷克裔美國生物化學家卡爾•斐迪南•科里(Carl Ferdinand Cori,1896.12.5. ─ 1984.10.20.)、美國生物化學家格蒂•特蕾莎•科里 (Gerty Theresa Cori,1896.8.15. ─ 1957.10.26.) 共同榮獲 1947 年諾貝爾生理學或醫學獎獎。
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         諮詢服務 : 陳輝樺 或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                        蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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