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來自美國宇航局卡西尼號航天器的數(shù)據(jù)的新分析找到了一個可行的解釋，說明什么使得土星的上層以及可能的其他天然氣巨頭如此炙手可熱：地球南北兩極的極光。太陽風和土星衛(wèi)星帶電粒子之間的相互作用觸發(fā)的電流激發(fā)極光并加熱高層大氣。（就像地球的北極光一樣，研究極光會告訴科學家行星大氣中正在發(fā)生什么。）

今天發(fā)表在《自然天文學》上的這項工作是迄今為止對氣體巨人的高層大氣的溫度和密度的最完整的制圖。

研究的主要作者Zarah Brown說：“了解動力學確實需要一個全局視圖。該數(shù)據(jù)集是我們第一次能夠觀察極點之間的高層大氣層，同時還可以觀察到溫度隨深度的變化。”以及亞利桑那大學月球和行星實驗室的研究生。

通過完整地了解熱量在大氣中的循環(huán)方式，平心在線充值 可以更好地了解極光電流如何加熱土星大氣層的上部并驅(qū)動風。全球風能系統(tǒng)可以分配這種能量，該能量最初會沉積在兩極附近，朝向赤道區(qū)域，將它們加熱到僅靠太陽加熱所期望的溫度的兩倍。

該研究的合著者，卡西尼紫外線成像光譜團隊的成員湯米·科斯金寧說：“這些結果對于我們對行星高層大氣的總體了解至關重要，是卡西尼遺產(chǎn)的重要組成部分。” “他們幫助解決了為什么大氣的最上部如此熱而其余大氣（由于與太陽距離較大）卻很冷的問題。”

卡西尼號由美國宇航局位于南加州的噴氣推進實驗室管理，是一架繞過土星的軌道器，在耗盡燃料供應之前已觀測了13年以上。該任務于2017年9月將其墜入地球大氣，部分是為了保護其月球土衛(wèi)二，卡西尼號發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二可能擁有適合生活的條件。但是在暴跌之前，卡西尼號進行了22次超近的土星軌道飛行，最后一次巡回演出稱為大結局。

正是在總決賽期間，收集了有關土星大氣新溫度圖的關鍵數(shù)據(jù)。在六個星期的時間里，卡西尼號對準了獵戶座（Orion）和大犬座（Canis Major）星座中幾顆明亮的恒星，它們經(jīng)過了土星。當航天器觀察到恒星升起并落在巨型行星后面時，科學家分析了星光穿過大氣層時的變化。

測量大氣層的密度可以為科學家提供尋找溫度所需的信息。密度隨著海拔的升高而降低，降低的速率取決于溫度。他們發(fā)現(xiàn)極光附近的溫度達到峰值，表明極光電流加熱了高層大氣。

密度和溫度測量共同幫助科學家確定風速。了解土星與太空相遇的高空大氣層是了解太空天氣及其對我們太陽系中其他行星以及其他恒星周圍系外行星影響的關鍵。

“即使發(fā)現(xiàn)了成千上萬的系外行星，也只能對太陽系中的行星進行如此詳細的研究。多虧了卡西尼，我們現(xiàn)在比土星上的任何其他巨型行星都更詳細地了解了土星的高層大氣”，布朗說。

卡西尼－惠更斯號飛行任務是美國宇航局，歐洲航天局和意大利航天局的合作項目。NASA的噴氣推進實驗室（簡稱JPL）是帕薩迪納市Caltech的一個部門，負責管理NASA華盛頓科學任務局的任務。JPL設計，開發(fā)和組裝了卡西尼號軌道器。