在地球上，令人着迷的极光通常只在夜间才能看到——但在土星上，它们可能出现在正午时分。
《自然·天文学》杂志今日发表的一项新研究发现，土星中午时分发生的磁暴足够强大，可以驱动极光。研究人员表示，这项发现也可能有助于解释从木星探测到的神秘X射线脉冲。
当磁场碰撞时，它们会释放出强大的爆炸。例如，等离子体——构成恒星和已知宇宙中大部分普通物质的带电粒子云——天然地嵌入了磁场，当来自太阳的快速等离子体阵风轰击地球周围的带电粒子外壳（称为磁层）时，磁力线会断裂并重新连接。这种重新连接可以将磁能爆炸性地转化为热能和动能。
磁重联驱动着太阳的太阳耀斑，将大量的带电等离子体射入太阳系。当这些耀斑中的磁场与行星周围的磁场碰撞时，这种相互作用（也是一种磁重联）可以产生令人惊叹的极光。这是驱动地球、火星、金星、天王星、木星和土星天空中出现的北极光和南极光的过程。
在土星上，之前的研究发现，在太阳风与行星磁场相遇的磁层顶的白天一侧发生了重联。它也被发现在土星磁盘的夜晚一侧发生了重联，磁盘是由土星众多卫星喷射出的水和其他物质形成的等离子体组成的圆环。电磁力将这个等离子体圆环约束在土星赤道附近，当磁盘中的磁力线配置发生变化时，“例如在重联事件中，这些等离子体就会被释放并加速”，欧洲空间局行星科学家Nicolas Altobelli（未参与此项研究）解释道。
由于土星磁层顶的夜晚一侧几乎没有等离子体碰撞，因此那里没有重联。重联也不太可能发生在土星磁盘的白天一侧，因为太阳风会压缩磁层的白天一侧，使那里的等离子体变厚。
该研究的联合首席作者、比利时列日大学行星科学家Zhonghua Yao表示，科学家们认为，这种重联通常只会发生在薄等离子体片中，而不是厚等离子体片中，因为在给定的空间内，薄等离子体片比厚等离子体片更容易聚集，而更近的距离使得等离子体内的磁场更容易重联。
然而，利用卡西尼号探测器的数据，科学家们现在有直接证据表明，在土星磁盘的白天靠近中午时发生了重联。他们补充说，从这次重联中探测到的高能足以驱动极光。
研究人员认为，这种重联之所以会发生，是因为土星的自转速度足够快，即使在太阳风的午间压力下，也能使磁盘中的等离子体变薄。尽管土星的体积比地球大760多倍，但它绕轴自转只需约10小时，而地球需要24小时。Yao说：“这意味着行星自转在驱动磁重联方面起着比我们以往认为的更重要的作用。”
这项发现可能有助于解释先前在土星和木星上看到的白天极光。Yao说：“我们预计这一过程也会发生在木星磁层的白天一侧，这可以通过探索木星磁层的NASA朱诺号任务得到证实。”她补充说，这种重联过程中发生的高能反应也可能有助于解释从木星观测到的神秘X射线脉冲。
