它在太阳系行星中确实脱颖而出，不仅仅是因为它辉煌的光环系统。它的磁场也很奇特；与其他具有离轴磁场的行星不同，土星的磁场围绕其旋转轴几乎完全对称。
这种奇怪的磁场，以及美国宇航局卡西尼号任务几个月的时间掠过它，代表着一个难得的机会：探索通常很难观察到的气态巨行星的内部。现在，对卡西尼号数据的一项新分析显示了土星内部可能发生的情况，从而产生了这种奇怪的磁层。
反过来，这可以帮助我们理解土星是如何变成现在这个样子的。
“通过研究土星如何形成以及它如何随着时间的推移演化，我们可以了解很多关于我们太阳系内以及太阳系外与土星类似的其他行星的形成的信息，”行星物理学家萨宾·斯坦利说约翰霍普金斯大学的。
土星的磁场。 （安基特·巴里克/约翰·霍普金斯大学）
行星磁场是（通常）在行星内部产生，由一种叫做发电机- 一种旋转、对流且导电的流体，可将动能转化为磁能，将磁场旋转到太空中。
由于卡西尼号探测器已经很好地表征了土星的磁场，斯坦利和她的同事、约翰·霍普金斯大学的行星科学家迟燕决定利用它来尝试对土星神秘、不透明的内部发生的情况进行逆向工程。
使用强大的计算机模拟，他们输入卡西尼号数据，试图重现观察到的磁场。
“我们发现的一件事是模型对温度等非常具体的事物有多敏感，”斯坦利说。 “这意味着我们对土星内部深处进行了一次非常有趣的探测，最远可达 20,000 公里（12,430 英里）。这是一种 X 射线视觉。”
土星的内部有氦不溶层。 （郑毅/HEMI/MICA极限艺术项目）
此外，对流稳定的氦雨层延伸至行星半径的 70%，有利于重现卡西尼号的观测结果。
这不是一个新概念。在土星内部的温度和压力下，氢气和氦气会变成液态。在较低的深度，氦可能会分离出来，形成一个稳定的层，向内流向行星核心。
这一点，根据之前的研究2015年出版，也可以解释为什么土星的内部比预期更热。
2015 年土星和木星内部的插图。 (爱丁堡大学/美国宇航局）
在该氦层的边界处，热量的流动根据纬度而变化。赤道纬度要热得多，而高纬度极地地区的温度要低得多。
有趣的是，该团队的模型还表明，尽管观测中的磁场轴对称性明显近乎完美，但在两极（卡西尼号数据采集的区域）可能存在一点点非轴对称性（小于 0.5%）是最弱的。
“尽管我们从土星上得到的观测结果看起来完全对称，但在我们的计算机模拟中，我们可以充分质疑这个领域，”斯坦利解释说。
未来的观测可能有助于进一步限制这一点，特别是土星两极。但我们可能要等待很长时间，因为这些区域很难从地球上观测到，而且目前还没有其他土星任务正在开发中。
与此同时，土星内部的天气预报看起来有点潮湿。最好带上防氦雨伞。
该团队的研究成果发表于AGU进展。
