这张图片展示了论文中揭示的分辨称温度结构，该结构由詹姆斯韦伯天外千里镜（JWST）不雅测到。这些结构与行星洋流的流入和流出位置存在偏移，但最终，由这种温度偏移产生的风运转着这些洋流。图片开始：NASAESACSA、TomStallard（诺森比亚大学）、MelinaThévenot、MacarenaGarciaMarin（STScIESA）

土星的极光充任局部能量源，在踏实的反应系统中运转风轻柔流，产生旋转动化的错觉。

诺森比亚大学的扣问东谈主员借助有史以来建树的起始进的天外千里镜，来处置行星科学中一个恒久存在的谜团：为什么土星的自转速率似乎会因测量样式的不同而有所各异？

发表在《地球物理扣问期刊：空间物理》上的一项新扣问提供了更泄露的解释。科学家初次画图出了土星极光里面热量和带电粒子的散播情况，揭示该自得是由土星自身北极光运转的抓续反应流程所守护的。

几十年来，土星的举止一直困扰着扣问东谈主员。NASA的卡西尼号探伤器已往鸠合的数据自满，这颗行星的自转速率似乎随时刻发生了变化。这一成果与基础物理学相矛盾，因为行星的自转本应保抓踏实，不会以这种样式波动。

一段图片中的静态图像自满了分辨称的密度结构，揭示了极光电流优先流入（较暗区域）和流出（较亮区域）行星的位置。这些区域与温度峰值偏移，但最终导致了温度分辨称。图片开始：NASAESACSA，汤姆斯塔拉德（诺森比亚大学），梅利娜泰韦诺，马卡雷纳加西亚马林（STScIESA）

一项由诺森比亚大学行星天体裁西席汤姆斯塔拉德指令的扣问取得了紧要梗阻。该团队评释，土星本人的自转速率并未转换。相悖，行星高层大气中的高空风产生了电流，形成了极光信号，形成了自转速率变化的错觉。

阿谁解释处置了一个问题，但又引出了另一个问题。如若大气风是形成这种效应的原因，那么领先是什么运转这些风的呢？

汤姆斯塔拉德西席。图片开始：诺森比亚大学

詹姆斯韦布空间千里镜画图的图谱知道了极光能量输入

斯塔拉德西席与来自英国和好意思国的妥洽者们的新不雅测成果当今提供了径直把柄，回应了阿谁问题。

诳骗詹姆斯韦布空间千里镜（JWST），扣问东谈主员在扫数土星日历间对土星的北极极光区域进行了监测，该区域肖似于地球的北极光。这种抓续不雅测赢得了前所未有的细节水平。

扣问团队专注于一种名为三氢阳离子的分子的红外辐射，这种分子形成于土星的高层大气中，是自然的温度指令器。通过跟踪这一信号，他们画图出了首份老成舆图，展示了极光区域的温度变化和粒子密度。

精度的普及相配显赫。早期测量的不细目性约为50摄氏度，与科学家试图测量的变化幅度约莫绝顶，何况依赖于对极光电离层大片区域的平均。比较之下，抢庄牛牛JWST的数据将精度提高了十倍，初次让扣问东谈主员能够知道加热和冷却的精良轨范模式。

局部加热守护反应轮回

新数据与十多年前征战的计较机模子的瞻望高度吻合，但只须当热源被精准放手在主要极光辐照参预土星大气层的位置时才会如斯。

这项发现标明，土星的极光不单是是一种视觉展示。它会将能量注入大气的特定区域，局部普及温度。这种加热会运转大气风，进而产生为极光提供能量的电流。然后这个轮回重迭，使该系统恒久守护下去。

图像自满了极光增亮自得，这一自得此前已在地球以及环绕土星的轨谈上被不雅测到。图片开始：NASAESACSA，汤姆斯塔拉德（诺森比亚大学），梅莉娜泰韦诺，马卡雷纳加西亚马林（空间千里镜科学扣问所ESA）

首席扣问员汤姆斯塔拉德西席暗示：咱们所看到的实质上是一个行星热泵。土星的极光加热其大气层，大气层运转风，风产生为极光提供能量的电流，如斯月盈则亏。这个系统是自我守护的。

几十年来，咱们知谈土星的表不雅自转速率有些极端，但无法解释原因。自后咱们发现这是由大气风运转的，但仍不明晰这些风为何存在。由JWST杀青的这些新不雅测，终于为咱们提供了所需的把柄来解开这个谜团。

大气磁层耦合相互作用

除了解释土星的自转谜题外，这些成果还指出了该行星大气与其周围空间环境之间更等闲的辩论。大气中发生的流程似乎会影响磁层内的情景——磁层是由土星磁场塑造的区域，而磁层反过来又会向行星反应能量。

这种双向交换大致不错解释为何不雅测到的效应能在永劫刻内保抓踏实。它还标明，肖似的相互作用可能存在于其他行星上，以尚未被全皆调理的样式将大气举止与空间环境辩论起来。

Stallard西席补充谈：这一成果转换了咱们对行星大气的合座主意。如若一颗行星的大气条目能运转气流参预周围的空间环境，那么了解其他星球平流层中发生的情况可能会揭示咱们以致还未思象到的相互作用。

参考文件：空间物理学。DOI：10.10292025JA034578

这项扣问得到了科学与技能举止委员会（STFC）的支撑。

关联常识

土星是太阳系八大行星之一，属于气态巨行星，体积仅次于木星，以罗马传奇中的农神定名。它领有显赫的行星环系统，主要由冰和岩石碎屑组成，肉眼可见。土星名义以氢、氦为主，自转速率快使赤谈向外非凡呈扁球形，还领有宽绰卫星，其中泰坦是太阳系惟一有浓厚大气层的卫星。

BY: Northumbria University

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