白天的极光可能不会出现在地球上，但在土星上，即使在正午时分，壮观的极光也会照亮这颗环状行星的极地天空。

土星白天的极光让研究人员感到惊讶，他们此前假设，只有当来自太阳的带电粒子撞击到土星夜间磁场边缘时，才会出现极光。

使用从卡西尼号13年的任务在土星上，他们发现即使物理定律在其他行星上也起作用，但不同的环境驱动不同的过程，导致不同的结果。

极光是如何产生的?

当磁场在一个被称为磁重联的过程中发生碰撞时，磁力线断裂并释放出巨大的能量。

例如，太阳耀斑喷射出带有带电粒子的等离子体，这些带电粒子通过地球的磁场被引导到地球的磁极。当这些带电粒子(它们本身具有磁场)与地球磁层接触时，磁力线断裂，改变方向，然后转化为热能和动能。

换句话说，是地球磁场与来自太阳的带电粒子流碰撞，产生了令人惊叹的极光，照亮了南北两极。这与科学家在其他有极光的行星上看到的过程是一样的，包括金星、火星、木星、土星和天王星。

然而，新的研究发现，土星上发生了一个略有不同的过程，这解释了土星两极白天极光的出现。

土星的日间极光

在地球上，磁碰撞只发生在背对太阳的一面。这是因为来自太阳的带电粒子在白天无法穿透地球磁场。

这种重联只发生在磁层顶，它位于磁场的边缘。然而，在土星上，磁场碰撞就发生在磁场内部。

“我们惊讶地发现，在土星上，磁重联不仅可以发生在面向太阳的一面，而且可以发生在磁层内部。”说伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的安德鲁·科茨说。“这表明有一个不同的过程在起作用。”

研究人员认为，土星的快速旋转在产生正午极光方面发挥了作用。虽然土星比地球大760倍，但它的一天只有10个地球小时。

它的快速旋转可能会导致日面磁碟(赤道附近的等离子体环)变薄，从而使磁场在白天发生碰撞。此前人们认为，磁碟昼侧的太阳风会压缩等离子体环，以防止重新连接的发生。

土星磁层的差异也可能导致这种异常。例如，磁场也可能受到土星环及其多颗卫星的影响。水蒸汽和冰粒释放土卫二上的火山可能也有影响。

研究人员认为，这也可以帮助天文学家在其他行星上发现未知的极光。这也可以为他们解释发现的神秘x射线脉冲提供更好的线索来自木星．

研究详情如下发表在杂志中自然天文学．