在過去的幾十年裏，科學家們壹直對土星上壹天的長度感到困惑:不僅相隔幾年測得的數據不壹致，而且在土星南極測得的情況與在北極測得的情況也不壹致。這是為什麽呢？
發表在《地球物理研究快報》二月號上的壹項研究找到了原因。主要研究人員之壹、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的行星研究員詹姆斯·奧多諾格(James Clark)告訴《商業內幕》(Business Insider):“它發出的磁場和無線電波通常像信號信標壹樣穩定。”
因此，科學家通常通過行星磁場的無線電波定律來測量行星上壹天的長度。但是這個方法在土星上遇到了困難。
2004年，美國國家航空航天局的卡西尼探測器抵達土星，測量其磁場產生的無線電信號。科學家驚訝地發現，這次測量的結果與旅行者2號在1981年經過土星時的測量結果不同。
Odunog說:“土星的自轉周期是否隨季節而變化？當時大家都覺得不可思議。更奇怪的是，就連在土星北極和南極測得的自轉周期也不壹樣。”
研究人員提出了各種推測。當土星經過它的衛星土衛二(Enceladus，恩克拉多斯)時，這顆衛星上的火山噴出的巖漿和氣體影響了土星的磁場，還是另壹顆衛星土衛六(Titan)厚厚的甲烷大氣層影響了它？還是土星自身的塵埃環在外面的影響？
在這些猜測沒有確定答案的情況下，壹群科學家找到了另壹種方法，認為土星的引力也可以通過其周圍塵埃環引起的振動來測量其旋轉的長度。最終在2019年，科學家確定土星上的壹天是10小時33分38秒。
那麽是什麽原因導致土星磁場不穩定，使得基於磁場測量的壹天長度不同呢？這項新研究找到了原因:土星的北極有兩個強大的極地渦旋，這使得土星的上層大氣充滿了帶電粒子。這些粒子對地磁場有影響，它們與土星磁場的相互作用形成了土星北極的極光。
研究人員從觀測數據中跟蹤了高層大氣中氫離子的壹條運動路徑，看到它與土星北極的兩個極渦的運動模式相同。從研究人員制作的動畫中可以看出，這兩個漩渦的運動神奇地形成了類似陰陽魚的圖案。
研究人員表示，這是科學家在所有行星上發現的首個通過行星本身的帶電離子風產生極光的機制。奧杜諾格說:“這項研究終於找到了土星磁場不穩定的原因。”#