欧洲和日本的联合飞行任务"BepiColombo"揭示了水星上的高能极光是如何形成的。研究表明，在水星磁层中加速并沉淀到行星表面的电子与表面物质相互作用，发射出X射线并产生极光。这一发现强调了极光机制在整个太阳系中的共性。
欧洲航天局（ESA）和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）联合执行的 BepiColombo 任务揭示了电子雨降落到水星表面如何引发高能极光。
这项任务从 2018 年开始前往太阳系最内层的行星，于 2021 年 10 月 1 日首次飞越水星。一个国际科学家小组分析了"BepiColombo"的三台仪器在这次飞越过程中收集到的数据，研究结果于7月18日发表在科学杂志《自然-通讯》（Nature Communications）上。
2021 年 10 月 1 日 BepiColombo 飞越水星的艺术印象。在2025年进入环绕太阳系最内层行星的轨道之前，该航天器将进行九次重力辅助机动（一次环绕地球，两次环绕金星，六次环绕水星）。图片来源：ESA/ATG medialab
地球上的极光是由太阳风--来自太阳的带电粒子流--和我们星球上带电的电离层相互作用产生的。与地球不同，水星的大气层非常稀薄，被称为外大气层，因此极光是由太阳风与行星表面直接相互作用形成的。
BepiColombo 飞行任务由两个航天器组成，一个是由欧空局领导的水星行星轨道器（MPO），另一个是由日本宇宙航空研究开发机构负责的水星磁层轨道器（MMO，发射后被称为 Mio）。两者都处于对接状态，以完成为期七年的最终轨道之旅。在首次飞越水星期间，"BepiColombo"号在水星表面上空 200 公里处掠过，"Mio"号的星载等离子体仪器为首次同时观测水星附近太阳风中不同类型的带电粒子提供了便利。
论文的第一作者相泽佐枝（Sae Aizawa）目前隶属于日本宇宙航空研究开发机构的空间与宇航科学研究所（ISAS）和意大利比萨大学，他评论说："我们首次见证了电子是如何在水星磁层中加速并沉淀到行星表面的。虽然水星的磁层比地球的小得多，结构和动力学也不同，但我们证实，产生极光的机制在整个太阳系都是一样的。"
在飞越过程中，BepiColombo 从北半球的夜侧接近水星，并在南半球的晨侧附近距离水星最近。在离开磁层返回太阳风之前，飞行任务在南半球白天一侧对磁层进行了观测。其仪器成功观测了磁层的结构和边界，发现磁层异常压缩，可能是由于太阳风中的高压条件造成的。
电子加速似乎是水星磁层黎明侧等离子体过程的产物。高能电子从尾部区域向水星传送，最后落在水星表面。在不受大气层阻碍的情况下，它们与水星表面的物质相互作用，发出 X 射线，形成极光。虽然美国宇航局的 MESSENGER 任务之前已经观测到了水星的极光，但直到现在，人们还没有很好地了解或直接观测到引发表面 X 射线荧光的过程。