来自太阳系的最新发现 土星环正在加热其大气层

最近，法国天文学家发现土星环冰粒子正在加热气体巨行星的大气层，这是太阳系中前所未有的发现。这项重要的发现是通过分析哈勃太空望远镜、卡西尼探测器以及旅行者1号和旅行者2号航天器的观测数据而得出的。研究人员发现土星的光谱线被污染，有东西正在从外部加热它。这个加热的最合理解释是，来自土星环的冰粒子正在雨点般地落下，通过与其他粒子的碰撞来加热土星的大气层。这些雨状冰粒子可能在被太阳紫外线辐射、微陨石或太阳风的粒子轰击后从土星环上落下来。这项研究的发现可以帮助我们更好地预测系外行星是否有星环系统。

研究小组是通过查看多年来研究土星的五次太空任务的紫外线观察结果得出这些结论。为了确保紫外线数据的准确性，他们使用哈勃望远镜上的太空望远镜成像光谱仪 (STIS) 仪器进行测量，并与来自多个国际紫外线探测器的额外数据相结合。经过校准后，法国天体物理研究所的研究人员发现光谱在所有任务中都是一致的，这表明土星环持续不断的“冰雨”是对观测结果的最佳解释。

这个研究发现的最明显证据来自土星发出的光谱线，代表了这个气态巨行星大气层中的热氢。土星的光谱线凸起表明有东西正在污染它的大气层。通过研究土星不同时期的紫外线分布数据，研究人员得出了相同的光谱数据，现在他们可以使用这些数据跟踪土星任何位置的紫外线水平。这项研究还揭示了这种环形特征效应是首次在气体巨行星高层大气中被发现，科学家们希望以后能观测到更多的行星大气层的真实特征，并以此为研究更多的系外行星打下基础，这项研究的下一步目标之一就是寻找更多的“系外星环”。

卡西尼号探测器在2017年结束任务时坠入土星的大气层，观察到了这种粒子雨，但对土星的这种现象仍不够深入了解。最新研究表明，星环中的粒子会在特定的纬度进入星球的大气层，然后它们改变了高层大气的成分，并在与大气气体的碰撞过程中加热了特定高度的大气。

这些雨状冰粒子可能是在被太阳紫外线辐射、微陨石或太阳风的粒子轰击后从土星环上落下来的，电磁力也可能将带电的尘埃粒子从星环中拉出来，这些颗粒就会被土星的引力吸引到行星上。这些粒子在进入大气层时改变了高层大气的成分，并在与大气气体的碰撞过程中加热了特定高度的大气，从而导致了土星大气层中的热氢凸起。