发生在土星北极的极光。NASA / ESA

去年，土星北半球夏至来临之际，哈勃太空望远镜在六个月的时间内，捕捉到了一系列发生在土星北极的奇异发光事件。

科学家将这些事件，与地球上的一种自然发光事件相提并论。这种自然发光事件就是所谓的极光。

来自太阳的带电粒子会以太阳风的形式掠过地球。它们中的大部分会被地球的磁场阻挡，而一小部分则会被俘获，沿着磁力线飞向地球的两个磁极。当它们与地球高层大气中的氧、氮等原子相互作用时，便会形成飘忽不定的美丽极光。

极光并非地球所独有，太阳系其它行星上也存在类似现象。最为人所知的莫过于气体巨行星木星、土星、天王星和海王星。但有所不同的是，这些行星大气的主要成份是氢，氢的特性导致这些行星上的极光通常只存在于紫外线波段，且由于地球大气层对于紫外线有很强的吸收作用，我们在地面很难观察到。

而在太空中飞行的哈勃望远镜不受这种限制。它和已经坠入土星大气的“卡西尼”探测器配合，为天文学家提供了与土星磁圈有关的大量信息。

土星拥有太阳系第二大行星磁圈。哈勃太空望远镜拍摄的照片让我们看到土星的极光存在极其明显的地方性差异。土星极光的这种特点，是太阳风和土星本身急速自转共同作用的结果。土星虽然非常大，但每转一圈却只需要11个小时。

我们在这张照片里可以看到，土星的这次北极光有两处特别明亮。一处出现的位置正值黎明，而另一处出现的位置正值午夜前夕。第二处据信与太阳风和土星北半球夏至日磁圈的相互作用有特别关联。

图中的土星主体影像是哈勃太空望远镜2018年早些时候拍的，是光学影像；而北极区的极光是2017年拍摄的，是紫外线影像。

哈勃太空望远镜一直以来都是研究土星极光的利器。它曾于2004年土星南半球夏至日期间，以及2009年土星环面完全侧对地球期间，对土星的两极和极光进行过同步研究。

土星极光的紫外影像。NASA / ESA

[参阅] https://www.obspm.fr/un-bouquet-final-d-aurores.html?lang=en