歐洲和日本的聯合飛行任務”BepiColombo”揭示了水星上的高能極光是如何形成的。研究表明，在水星磁層中加速並沉澱到行星表面的電子與表面物質相互作用，發射出X射線並產生極光。這一發現強調了極光機制在整個太陽系中的共性。

歐洲航天局（ESA）和日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）聯合執行的BepiColombo 任務揭示了電子雨降落到水星表面如何引發高能極光。

這項任務從2018 年開始前往太陽系最內層的行星，於2021 年10 月1 日首次飛越水星。一個國際科學家小組分析了”BepiColombo”的三台儀器在這次飛越過程中收集到的數據，研究結果於7月18日發表在科學雜誌《自然-通訊》（Nature Communications）上。

2021 年10 月1 日BepiColombo 飛越水星的藝術印象。在2025年進入環繞太陽系最內層行星的軌道之前，該航天器將進行九次重力輔助機動（一次環繞地球，兩次環繞金星，六次環繞水星）。圖片來源：ESA/ATG medialab

地球上的極光是由太陽風–來自太陽的帶電粒子流–和我們星球上帶電的電離層相互作用產生的。與地球不同，水星的大氣層非常稀薄，被稱為外大氣層，因此極光是由太陽風與行星表面直接相互作用形成的。

BepiColombo 飛行任務由兩個航天器組成，一個是由歐空局領導的水星行星軌道器（MPO），另一個是由日本宇宙航空研究開發機構負責的水星磁層軌道器（MMO，發射後被稱為Mio）。兩者都處於對接狀態，以完成為期七年的最終軌道之旅。在首次飛越水星期間，”BepiColombo”號在水星表面上空200 公里處掠過，”Mio”號的星載等離子體儀器為首次同時觀測水星附近太陽風中不同類型的帶電粒子提供了便利。

論文的第一作者相澤佐枝（Sae Aizawa）目前隸屬於日本宇宙航空研究開發機構的空間與宇航科學研究所（ISAS）和意大利比薩大學，他評論說：”我們首次見證了電子是如何在水星磁層中加速並沉澱到行星表面的。雖然水星的磁層比地球的小得多，結構和動力學也不同，但我們證實，產生極光的機制在整個太陽係都是一樣的。”

在飛越過程中，BepiColombo 從北半球的夜側接近水星，並在南半球的晨側附近距離水星最近。在離開磁層返回太陽風之前，飛行任務在南半球白天一側對磁層進行了觀測。其儀器成功觀測了磁層的結構和邊界，發現磁層異常壓縮，可能是由於太陽風中的高壓條件造成的。

電子加速似乎是水星磁層黎明側等離子體過程的產物。高能電子從尾部區域向水星傳送，最後落在水星表面。在不受大氣層阻礙的情況下，它們與水星表面的物質相互作用，發出X 射線，形成極光。雖然美國宇航局的MESSENGER 任務之前已經觀測到了水星的極光，但直到現在，人們還沒有很好地了解或直接觀測到引發表面X 射線熒光的過程。