Sedan det först fotograferades av Hubble-teleskopet för flera år sedan har mysteriet med Saturnus aurorae fortsatt att pussla forskare. I början inträffade detta fenomen endast i ultravioletta bilder, men nyligen genomförda studier med den markbaserade NASA Infrared Telescope Facility visar överraskande nya fasetter på denna färgstarka skärm ... Mer än en!
Här på jorden inträffar aurororna när laddade partiklar från solvinden möter våra magnetfältlinjer i den övre atmosfären. Partiklarna hittar sin väg in i jordens magnetosfär genom "öppna" fältlinjer vid nord- och sydpolen. Dessa "ansluter" till de inkommande fälten som är förknippade med solvinden - som vår egen personliga navelsträng till solen. Men vi är inte den enda planeten som har dessa bländande ljusshower ... Det gör Jupiter också.
På vårt solsystemets största planet kommer de laddade partiklarna sin vulkanmåne - Io. I denna ogästvänliga värld produceras och joniseras gas av Jupiters snabbt roterande magnetfält. Men denna navelsträng kan inte hålla jämna steg med Jupiters yrande hastighet vid ekvatorn. Den tunna vulkaniska gasen slutar helt enkelt samroterande, glider längs Jupiters magnetfältlinjer och pooler vid jätteplanets polära regioner - och den nyligen upptäckta andra aurorala ovala glödligheten på Saturnus för co-rotation nedbrytningsgrad också.
"Vi har kunnat hitta en aurora som verkar vara mycket lik Jupiters," säger Tom Stallard, en planetarisk astronom vid University of Leicester i Storbritannien. ”På Saturn har bara den huvudsakliga auroral ovalen tidigare observerats och det återstår mycket debatt om dess ursprung. Här rapporterar vi upptäckten av en sekundär oval vid Saturn som är 25 procent lika ljus som den huvudsakliga ovalen, och vi visar att detta kan orsakas av interaktion med den mellersta magnetosfären runt planeten. Det här är en svag ekvivalent med Jupiters viktigaste oval, dess relativa dimhet beror på bristen på en så stor källa till joner som Jupiters vulkanmåne Io. "
Så var kommer partiklarna ifrån? Vi är inte helt säkra än, men överensstämmer med Dr Stallard; "Fram till relativt nyligen trodde man att sputtering från ytan på iskalla månar och ringar skulle vara den dominerande källan för Saturns plasma." Stallard konstaterar också att månen Enceladus och dess isgeyserplomme förmodligen förser Saturnus magnetosfär med cirka en tiondel av materialet som Io injicerar i Jupiters. Det betyder att det är liten chans att Saturns andra auroror orsakas av samma uppsättning omständigheter som driver polarljusen på jorden och Jupiter.
För Stallard och hans team håller framtiden att observera de sekundära aurororna igen - letar efter variabler. Men när Saturnus jämvikt nu närmar sig kan det ta fem eller fler år tills planetens nordpol pekar mot oss. Med lite tur kan Cassini Orbiter kanske hjälpa till.
Nya bilder av Saturnus erhållna av ett universitet i Colorado i Boulder-ledd team den 21 juni med ett instrument på Cassini-rymdskeppet visar auroral utsläpp vid dess poler som liknar jordens nordliga ljus. De två UV-bilderna, osynliga för det mänskliga ögat, är de första från Cassini-Huygens uppdrag att fånga hela "ovala" av aurorala utsläpp vid Saturns södra pol, taget med den ultraviolettavbildningsspektrografen ombord på Cassini-omloppet. De visar också liknande utsläpp vid Saturns nordpol, enligt CU-Boulder professor Larry Esposito, huvudutredare för UVIS-instrumentet som byggdes vid CU-Boulders laboratorium för atmosfärs- och rymdfysik och professor Wayne Pryor från Central Arizona College, en UVIS-teammedlem och tidigare CU-doktorand.
