最近的一项研究揭示了地球、木星和土星上极光的新见解，强调了磁场和太阳风在塑造这些现象中的作用，对太空天气预报和行星探索具有重要意义。

令人惊叹的极光，俗称北极光和南极光，几个世纪以来一直吸引着人类的想象力。2024 年 5 月 10 日至 12 日，21 年来最强大的极光事件展示了这些天体光影的非凡之美。

最近，香港大学地球科学系的空间物理学家，包括张斌正教授、姚中华教授和陈俊杰博士，以及他们的国际合作者在《自然天文学》上发表了一篇论文，探讨了在地球、木星和土星等行星上观测到的各种极光的基本规律。这项工作为行星磁场与太阳风之间的相互作用提供了新的见解，更新了教科书中对巨行星磁层的描述。他们的发现可以改善空间天气预报，指导未来的行星探索，并启发对磁层环境的进一步比较研究。

揭示行星极光的多样性

地球、土星和木星都拥有自己的偶极子磁场，形成漏斗状的磁几何结构，导致太空中的高能电子沉淀到极地区域并引起极地极光辐射。另一方面，这三颗行星在磁场强度、旋转速度、太阳风状况、月球活动等许多方面都存在差异。目前尚不清楚这些不同的条件与几十年来在这些行星上观测到的不同极光结构有何关联。

研究小组利用三维磁流体动力学计算(模拟导电流体和电磁场的耦合动力学)评估了这些条件在控制行星主要极光形态方面的相对重要性。结合太阳风条件和行星自转，他们定义了一个控制主要极光结构的新参数，首次很好地解释了在地球、土星和木星观测到的不同极光结构。

恒星风与行星磁场的相互作用是宇宙的一个基本过程。该研究可用于了解天王星、海王星乃至系外行星的太空环境。