土星上观测到的异常极光，是由未知的机制产生的？

　　莱斯特大学的研究团队以位于夏威夷岛莫纳克亚山的W.M.凯克天文台的观测结果为基础，发表了关于土星产生巨大极光的产生机制的研究结果。本研究阐明了与地球等其他行星不同的土星独有的极光产生机制。并从土星发生的异常极光中，介绍了新发现的大气信息研究。长期以来成为谜团的土星1天的长度
　　土星的自转周期，换句话说，一天的长度是＂10小时33分38秒＂。这是利用土星＂环＂摄动的研究人员在2019年才公布的数值，在此之前，土星的准确自转周期一直是个谜。因为巨大的气体行星土星无法利用地形作为标记，而且土星的自转轴和磁轴几乎一致，利用磁场进行测量也很困难。
　　2004年美国航空航天局（NASA）的土星探测器＂卡西尼＂号到达土星时，研究人员通过跟踪土星大气中发射的电波＂脉冲＂，尝试测定土星＂1天＂长度的自转周期。结果表明，自1981年行星探测器＂旅行者2号＂观测到土星的自转周期以来，大约20年的时间里土星的自转周期发生了变化，这让全世界的研究人员开始伤脑筋。
　　在气体行星土星的内部，内侧和外侧的旋转速度会产生差异。这与内部旋转速度的差异对表面自转和磁力线等产生影响的太阳一样。由此可见，内外转速差是一个重要的参数。
　　迄今为止，研究人员一直推测土星内部的旋转速度是恒定的。但是另一方面，被认为与土星内部的旋转速度有关的电波辐射等的周期性特性也有随着时间变化的倾向，这是近几十年来研究人员的研究结果。并且，土星的北半球和南半球出现了独立的周期性特征，这些特征随着土星的季节变化的样子也开始被观测到。
　　基于对行星内部的理解，很难想象行星真正的旋转速度会如此快速地变化，因此研究者们开始思考土星是不是发生了什么独特而奇怪的事情，为了解决这几十年来的疑问，研究者们进行了详细的观测。
　　莱斯特大学的研究人员和NASA的喷气推进研究所（JPL）等各种机构一起，使用W.M.凯克天文台的＂凯克天文台＂上设置的近红外光谱仪＂NIRSPEC＂，测量来自土星上层大气的红外线辐射。在2017年的一个月内绘制了远低于磁层的电离层中的风流图。发现与地球等其他行星上看到的极光不同的发生机制
　　W.M.凯克天文台的凯克I望远镜和凯克II望远镜
　　在使用凯克望远镜进行的一个月的观测中，在土星表面观测到了脉动的极光。将此次进行的红外线辐射映射与已知的土星电波极光的脉冲相吻合，研究团队发现了能够在相当大的比例上再现土星极光的新规律。
　　据研究团队称，土星的极光是由大气中的漩涡生成的。观测到的电离层风速为每秒0.3 ~ 3km，研究团队认为这种机制是由土星的热圈带来的能量驱动的。此外，该现象是迄今为止观测到的土星自转周期变化的原因。
　　到现在为止，已经知道在包括地球在内的各种行星上观测到的极光是由从磁层流入行星大气层的电流产生的，而就地球而言，太阳风携带的等离子体是木星和土星的等离子体。这次的研究，改变了以往对行星极光的理解。
　　表示土星极区大气层风向的简略图。中央是研究小组这次观测到的风向。
　　领导此次研究的莱斯特大学物理和天文系的行星科学集团的成员——Nahid Chowdhunry博士研究员表示：＂这项研究是作用于大气的驱动力，它会在大气中产生周期性变化。这意味着我们第一次探测到行星的自转和极光。也能够回答行星研究领域长期存在的问题之一。真的非常令人兴奋。这个结果还受到系外行星大气压力的影响。我认为这会让你有机会重新思考它如何影响极光的爆发。＂
　　目前，NASA的系外行星探测卫星＂TESS＂等对系外行星的探测正在如火如荼地进行，已经发现了近5,000颗系外行星。再加上，今后＂詹姆斯·韦伯＂太空望远镜(JWST)的活跃表现，我们对系外行星的理解将会有更大的突破。理解太阳系可以预见在加深对系外行星的理解上也会有所发展，因此今后的行星研究也不能离开我们的视线。