新研究描绘了一幅暴烈的景象：由于来袭的“等离子体雨”，粒子轰击木卫三的多冰地表；由于木星与木卫三的磁环境之间发生爆炸性磁事件，强等离子体流在两个天体之间来回推动。
哈勃望远镜拍摄的木卫三“伽倪墨得斯”，正在玩“躲猫猫”的游戏
美国宇航局的“伽利略”号探测器环绕气态巨星——木星飞行了
8
年。
这颗探测器的个头超过一头发育成熟的长颈鹿
。服役期间，“伽利略”号传回了大量有关木星卫星的数据并有了一系列新发现。根据它的观测，
木卫三“伽倪墨得斯”周围的磁环境与木星自身磁场截然不同
。“伽利略”号任务早在
2003
年就已结束，但它第一次掠过木卫三时获取的数据仍在进一步丰富科学家对木卫三环境的认知。
数据显示木卫三在太阳系独树一帜，不同于系内的其它任何卫星
。
最近，以格林·科林森为首的科学家发表了一篇阐述木卫三磁气圈的论文。就职于宇航局戈达德太空中心的科林森表示：“
20
年后，我们将目光投向一些从未对外公布的数据，借助这些数据完成了这篇论文。我们有了前人闻所未闻的新发现。”
科林森等人的新研究描绘了一幅暴烈的景象：
由于来袭的“等离子体雨”，粒子轰击木卫三的多冰地表；由于木星与木卫三的磁环境之间发生爆炸性磁事件，强等离子体流在两个天体之间来回推动
。科学家认为这些观测发现是揭开木卫三一系列谜团的关键所在，例如
木卫三的极光为何拥有异乎寻常的亮度。
“伽利略”号探测器拍摄的太阳系内最大卫星——木卫三“伽倪墨得斯”
木星磁气圈模型视频，展示磁气圈的规模，基本特征以及磁轴（青色箭头）与木星自转轴（蓝色箭头）偏转产生的影响。远处的半透明灰色网格代表磁气圈的边界。
1996
年，也就是在抵达木星后不久，“伽利略”号上演了一项惊人发现：
木卫三拥有自身的磁场
。包括地球在内的绝大多数系内行星都拥有被称之为“磁气圈”的磁环境，
没有人想到卫星也会有磁场
。
1996
年至
2000
年，“伽利略”号对木卫三进行了
6
次定点飞跃，利用携带的多台仪器——包括等离子体子系统（
PLS
）——收集木卫三磁气圈的数据。
PLS
用于测量穿过“伽利略”号周围环境的等离子体的密度、温度和方向。等离子体是被激发的电离气体。新研究结果揭示了木卫三磁气圈独特结构的有趣细节。研究论文刊登在《地球物理研究快报》上。
我们知道
地球的磁气圈除了让指南针工作和上演绚烂的极光，还能保护地球免遭太空辐射侵袭，因此是地球生命繁衍生息的关键所在
。一些科学家认为，对于生命最初的演化，地球磁气圈同样不可或缺，因为有害的太空辐射能够腐蚀我们的大气。研究太阳系内的磁气圈不仅能够帮助科学家了解影响地球周围磁环境的物理过程，同时也有助于我们窥探其它具有潜在适居性的系内和系外星球的大气层。
木卫三磁气圈
木卫三的磁气圈为科学家提供了一个机会，探索规模更大的木星磁气圈内的独特磁环境。磁气圈保护木卫三免遭太阳风侵袭，它的形状不同于太阳系内的其它磁气圈。通常情况下，磁气圈的形状由从中穿过的超音速太阳风粒子的压力决定。但木卫三不同，
木星周围移动速度较慢的等离子体将木卫三的磁气圈雕琢成长角状，沿着轨道方向从木卫三的头部向外延伸
。
飞掠木卫三时，“伽利略”号不断遭到高能粒子的轰击。木卫三对这种“待遇”再熟悉不过。
等离子体粒子被木星的磁气圈加速，像雨水一样不断降落木卫三两极
。两极的磁场引导粒子飞向地面。对
PLS
所获数据进行的新分析显示，由于来袭的“等离子体雨”，等离子体不断轰击木卫三的多冰地表。
研究论文合著者、戈达德太空飞行中心的比尔·帕特森指出：“这些粒子从极地地区飞出，它们能够帮助我们了解非常稀薄的木卫三大气层。此外，
这些粒子也能告诉我们木卫三的极光如何形成
。”在“伽利略”号服役期间，帕特森是
PLS
任务组成员。
木卫三上演绚烂的极光
与地球一样，
木卫三也能上演绚烂的极光秀
。不同的是，
导致木卫三极光的粒子来自于木星周围的等离子体，而不是太阳风
。在对数据进行分析时，科学家发现第一次飞跃木卫三时，“伽利略”号偶然间穿过了木卫三的极光区。当时，“伽利略”号观测到
离子像雨水一样降落到木卫三极地冰冠表面
。通过比较哈勃望远镜获取的离子坠落地点数据，科学家能够精确锁定极光区的方位。这将帮助他们揭开极光形成之谜。
在对木星进行观测时，“伽利略”号曾与一次“爆炸性事件”亲密接触。这一事件由磁场线的缠结、断裂和再结合导致，被称之为“磁重联”。太阳系内的磁气圈会出现这种剧烈现象。此外，“伽利略”号还首次观测到强等离子体流在木星和木卫三之间来回推动，这一现象由两个磁气圈之间发生的磁重联导致。据信，
正是这个等离子体泵让木卫三的极光拥有异乎寻常的亮度
。
