土星太阳系的指环王，永远给我们带来惊奇。尽管它已成为数十年的研究课题，但最近的研究发现了一个完全出乎意料且令人着迷的现象：它著名的光环不仅装饰着这颗行星，而且 改变并加热其高层大气。这一发现改写了我们迄今为止对太阳系第二大行星的认识。
这一现象几十年来一直未被注意到，但由于美国国家航空航天局和欧空局的多次太空任务的合作，它得到了证实。关键在于测量 紫外线辐射 以及它如何揭示土星大气成分和温度的变化。一切都表明，来自环的细小颗粒正落到行星上，改变其大气结构。
土星：一颗具有独特个性的气态巨星
它拥有令人印象深刻的行星环系统，体积巨大，是太阳系中第二大行星， 土星是真正的太空巨兽。它距离太阳约1.426亿公里，赤道直径超过120.000万公里。主要由 氢和氦，缺乏坚实的表面。然而，有人猜测在其深处可能发现由铁、镍和其他重物质组成的固体核心。
它的大气层受到时速高达 1.800 公里的强风的搅动，呈现出米色、黄色和灰色的可见带状，它们形成 巨大且难以预测的风暴。观察到的最奇怪的现象之一是 北极的六边形，由不断旋转的气流喷射形成的稳定结构。
土星环：组成、结构和奥秘
土星的七个主环，分别称为 A、B、C、D、E、F 和 G， 它们没有按字母顺序排列 根据它与行星的距离，而是根据它的发现。它们主要由 冰块、岩石和灰尘有些尺寸极小，有些则大如山。这些粒子以惊人的精度绕土星运行，创造出宇宙中无与伦比的视觉奇观。
根据最新数据， 戒指不是永恒的。据估计，它们形成于 10 万至 100 亿年前，并且可能在大约 300 亿年后消失，这是由于所谓的“环雨”现象，即环中的物质在引力和电磁力的作用下落向行星。
意外发现：土星环加热土星大气
40多年来，天文学家和天体物理学家忽视了一个重要的细节。天文学家的干预是必要的 洛特菲·本·贾菲尔 并经过多年的数据收集来证实 这些环在行星的高层大气中产生热量。太阳系中一个全新的现象。
这一切都始于过量的 紫外线辐射 其表现为热氢的谱线。这一异常现象被一些标志性任务上的仪器发现，例如 旅行者 1 号和 2 号、卡西尼号、国际紫外线探测器和哈勃太空望远镜.
经过三十年的比较和校准数据后，确定紫外线辐射保持不变，排除了太阳变化并直接指向土星内部现象。最连贯的解释是 环中的尘埃和冰落在特定纬度上，改变了大气的成分和温度。.
研究如何进行以及涉及哪些任务
Ben-Jaffel 领导的研究要求 整合来自多个太空任务的数据。他们每个人都为这个谜题做出了至关重要的贡献：
- 旅行者1号和2号： 他们在 80 世纪 XNUMX 年代飞越土星时首次探测到紫外线辐射的增加。
- 国际紫外线探索者： 它从 1978 年起提供紫外线观测。
- 电话哈勃： 它的成像光谱仪（STIS）在校准新旧数据方面发挥了重要作用。
- 卡西尼号： 这是最完整的任务，从 2004 年运行到 2017 年，在其寿命结束时它实际上坠入了行星大气层。
一旦对不同任务的紫外线光谱进行了比较， 数据之间的完全一致性。这种一致性明确证明过量辐射不是人为因素或测量误差，而是土星内部的真实现象。
究竟是什么原因导致了这种变暖？
分析表明 多种因素的结合 大气变暖的背后原因：
- 微陨石撞击 从环上抖落颗粒。
- 太阳风 将冰尘推向土星。
- 来自太阳的紫外线辐射 激发环状粒子，产生化学相互作用。
- 电磁力 将带电粒子拖向行星。
所有这些粒子都以 持续的瀑布，主要影响原子氢。这种相互作用改变了成分并产生了 温度明显升高 在特定的高度。
未来应用：我们能探测到带有环的系外行星吗？
这一发现最有趣的方面之一是它在 寻找系外行星。根据本-贾菲尔的说法，如果我们能够在遥远恒星系统的其他行星上探测到类似的过量紫外线辐射，我们就可以推断出类似土星环的存在。
这一发现为一种新的研究形式打开了大门，这种研究形式被称为 搜索“exorings”这对于理解宇宙中其他地方的行星演化以及行星大气与周围物质之间的相互作用至关重要。
此外，卡西尼号任务的平行调查发现 这些颗粒可能含有有机物质这引发了许多关于其起源的问题，以及环结构中或土卫二或土卫六等卫星上可能存在复杂物质的可能性。
土星尽管是研究最多的行星之一，但它仍然不断给我们带来宇宙级的惊喜。其环对大气层的影响不仅挑战了以前的行星行为模型，而且可能成为探测太空其他角落类似系统的关键。曾经看似简单的天文装饰现在被揭示为一种复杂的物理现象，对现代天体物理学充满了影响。
