发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家利用哈勃太空望远镜（Hubble Space telescope）在紫外波段捕捉到一系列土星北极发生的极光影像，且是迄今哈勃拍过最棒的土星北极影像，可提供天文学家更全面的土星北极光研究线索。这组土星极光影像是于2017年以哈勃上的太空望远镜光谱相机（Space Telescope Imaging Spectrograph）拍摄的，前后跨越了7个月左右，这段时间恰好在土星北半球的夏至前后。

　　地球上的极光主要来自太阳发出的太阳风。太阳风中的带电粒子靠近地球附近时，与地球磁场交互作用。地球磁场是地球的天然防护罩，可避免地表环境被太阳风粒子直接袭击，并可困住少部分带电粒子。这些被困在地球磁圈（magnetosphere）中的带电粒子受到地球磁场影响而被激发，并沿着磁力线运动而抵达地球南北磁极（编注：磁南北极≠地理南北极）。在此，带电粒子与高层大气中的氧原子和氮原子交互作用，在可见光波段产生炫丽的极光。

　　太阳系其他行星中的火星、木星、土星、天王星和海王星也都观测到有极光现象。其中后4颗类木行星的主要组成是气体和冰，比例最多的气体就是氢，因此它们的极光大多集中在紫外波段。因地球大气会吸收紫外光的关系，要研究天体紫外波段的性质，最好移师到地球大气层外进行。这就是太空望远镜的优势。

　　土星是太阳系第二大行星，有许多特别有趣的性质。哈勃配合卡西尼号太空船（Cassini）每次飞越土星极区的机会一起观察，让天文学家可以多获得一点土星磁圈概况讯息。

　　这组土星北极光影像显示局部特征变化多端的现象。这个变化主要是受到太阳风和土星自转速度极快的影响。地球自转一圈平均24小时，而土星仅需11小时左右，快到让土星变扁了。所以在此状态下，土星北极光最亮的部分集中在两个时段：清晨和午夜前。前者以前就已知道，后者却是首度报告，似乎是因为恰值土星夏至时期，土星磁圈和太阳风交互作用的特别结果。

　　上方的影像，是由2018年初的可见光影像，与2017年紫外波段的土星北极光影像合成的。哈勃曾在2004年趁土星南半球夏至前后进行南极光研究，后于2009年恰逢土星环侧对地球而「消失」的特殊机会记录到土星南极光。这些都是天文学家解读土星极区和磁圈的宝贵讯息。

资料来源：ESA/Hubble Information Centre