土星，木星，天王星和海王星等氣體巨人大氣層的上層很熱，就像地球一樣。但是與地球不同，太陽離這些外行星太遠，無法解釋高溫。它們的熱源一直是行星科學的重大奧秘??之一。

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，該解釋是什么使得土星的上層以及其他氣體巨頭如此炙手可熱：地球北極和南極的極光。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)生的事情。)

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最高大氣層的溫度和密度的最完整測繪，而這一領(lǐng)域人們對此知之甚少。

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，同時還可以看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。

通過全面了解熱量在大氣中的循環(huán)方式，科學家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(jié)果對于我們對行星高層大氣的總體了解至關(guān)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的大氣(由于距太陽距離太遠)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，是一艘在觀測土星超過13年之后才耗盡燃料供應(yīng)的軌道器。該任務(wù)于2017年9月使其墜入地球大氣層，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次超近土星軌道飛行，最后一次巡回演出稱為“大結(jié)局”。