多种观测表明,木卫一及它的尾迹与木星磁层有着非常复杂和强烈的相互作用。这些物理过程将产生沿磁力线的伯克兰电流,而在木星电离层,裴徳森电流又与伯克兰电流形成回路。木卫一的尾迹极光正是尾迹磁流通管中的等离子体与木星磁层相互作用的结果。对尾迹磁流通管运动的研究有助于揭示引发木卫一尾迹极光的机制。
木卫一等离子体尾迹被看作是一连串由木卫一先后扰动过的磁流通管。我们用磁流体力学中的细丝理论来研究一个被木卫一扰动过的磁流通管的演化。我们的模拟表明,尾迹极光即不能用阿尔芬波模型来完全解释,也不能用电回路模型来完全解释。内含的物理即有阿尔芬波的特性也有共转滞后的特点。上游来的磁流通管必须与木卫一接触500秒,直到形成一个4度的倾角,才被释放到下游。由于磁流通管向下游的连续释放,一个压力槽在下游形成。该压力槽又对磁流通管的运动产生重要影响。扰动过的磁流通管在木卫一等离子体尾迹作共转滞后的运动。该运动又不可避免地被在木卫一等离子体环中来回反射的阿尔芬波所调制。共转滞后的尺度具有一个木星半径。模拟出的下游场向电流的分布与观测到的尾迹极光亮度分布相一致。特别地,电流分布中的周期结构与最近在红外和紫外波段观测到的极光中出现的多亮点相对应。