近年來科學家證實地球上的極光是太陽風吹來的帶電粒子與地球磁場相互作用產生的現象。新研究發現，土星北極的極光卻是由土星自身的一種對流機製造成，而且這也解釋了長期以來關於土星自轉一圈時長的謎題。
過去幾十年來，土星上的一天究竟有多長一直困擾著科學家：不僅相隔幾年測到的數據不一致，連在土星南極測到的情況和北極都不一致。這是為甚麼？
《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）2月刊上發表的一份研究找到了原因。主要研究者之一日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的行星研究學家詹姆斯·奧杜諾格（James O』Donoghue）告訴商業內幕（Business Insider）：「（行星的）磁場以及它所發出的無線電波通常就像信號燈塔一樣穩定。」
所以科學家一般都是通過行星磁場的無線電波規律測量行星自轉一周，即行星上面一天的時間長度。但是這個方法在土星上遇到了困難。
2004年，美國太空總署（NASA）的卡西尼（Cassini）探測器抵達土星測量了它的磁場所產生的無線電信號。科學家驚訝地發現，這次測量的結果與1981年旅行者2號（Voyager 2）經過土星的時候測量的結果不一樣。
奧杜諾格說：「難道土星的自轉周期隨著四季變化嗎？當時每個人都覺得這不可思議。更奇怪的是，就連在土星北極和南極測到的自轉周期也不一樣。」
研究人員提出了各種猜測，是土星經過它的衛星恩克拉多斯（Enceladus，土衛二）的時候，這顆衛星上面火山噴發的岩漿和氣體對土星的磁場造成影響，還是另一顆衛星泰坦（Titan，土衛六）厚厚的甲烷大氣對它的影響？或是土星自己外面那圈塵埃環造成的影響？
在這些猜測都沒有確切答案的情況下，一組科學家另闢蹊徑，想到還可以用土星的引力對它周圍的塵埃環所造成的振動測量它自轉的時長。終於在2019年，科學家確定土星上的一天為10小時33分38秒。
那麼究竟是甚麼原因造成土星磁場不穩定，從而使得基於磁場測量所得出的一天長度也不同？這份新研究找到了原因：原來土星北極有兩個強大的極地漩渦，導致土星的上層大氣充滿了帶電的粒子。這些粒子地磁場產生影響，同時它們與土星磁場的互動形成了土星北極的極光。
研究人員從觀測數據中追蹤上大氣層內氫離子的一個運動路徑，看到它與土星北極兩個極地漩渦的運動模式一樣。從研究人員製作的動畫上看到，這兩個漩渦的運動很神奇地形成了像陰陽魚一樣的圖案。
研究人員表示，這是科學家在所有行星上所發現的第一宗由行星自身的帶電離子風產生極光的機制。奧杜諾格說：「這份研究終於找到了土星磁場不穩定的原因。」#
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