长期以来，人们都知道土星巨大的土星环及其冰冷的卫星土卫二通过富含能量的等离子体波或电离气体与这颗气体巨行星的磁场相互作用。现在，研究人员首次探测到这颗气体巨行星向其土星环和卫星发回类似的信号，从而闭合了磁环。这些新的观测是在美国国家航空航天局卡西尼任务的最后几天进行的，当时该航天器在行星土星环内翩翩起舞，最终与这颗行星进行了火热的会合。
土星环和土卫二卫星中存在的电流会产生等离子体波。尽管土星环和卫星使用略有不同的方法来产生这些电流，但结果是相同的：借助这颗行星的磁场，与土星建立了带电连接。“土卫二就像一个小发电机，向土星施加电流，而云雾笼罩的行星则提供自己的电流返回，从本质上形成一个电路，”卡西尼号无线电和等离子体波科学仪器团队成员，以及六月份发表在地球物理研究快报上两项研究的主要作者阿里·苏莱曼说。
科学家们将等离子体波称为“极光嘶声”，因为“你可以将这些频率转换成音频信号，当你回放时，它听起来像嘶嘶声。”这个过程类似于无线电如何将电磁波转换成音乐。
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但是，“极光嘶声”这个术语在某种程度上是一种用词不当。它最初用于描述在地球极光附近观察到的一个过程，但事实证明，这两种现象实际上并没有关联。等离子体波在太空真空中也不会发出声音。即使土星的上层大气也太稀薄，无法让波产生噪音。
在土卫二上，从其南极喷出的间歇泉产生电荷。当水流出太空时，中性粒子被太阳电离。这些粒子沿着卫星的磁力线流向土星。当它们撞击这颗环状巨行星的大气层时，它们可以像北极光一样发光，形成所谓的极光足迹。与此同时，土星将其自身大气层中的带电粒子送回卫星。
一个略有不同的过程在土星环中产生电流。土星环中的中性粒子在重力影响下旋转，而带电粒子则对行星的磁场做出反应而运动。两种粒子之间速度的差异产生了一个电流，该电流沿着磁力线流向土星。与土卫二一样，这颗行星通过送回自身的带电粒子来完成电路。
土星环从四面八方向土星轰击等离子体波，而土卫二与这颗行星只有狭窄的磁连接。两组等离子体波都连续地流向土星并返回。在任务的最后几天，该航天器擦过了这束细等离子体波束的边缘。
土星电磁连接的新发现并不完全令人震惊。“这是第一个确定的观测结果，但这并不令人意外，”欧洲航天局研究行星磁层的研究员贾菲斯·耶茨说，他没有参与这项研究。
在绕土星运行的 13 年中，卡西尼号观测到了卫星和土星环产生的等离子体波带。它还观测到了几颗卫星的极光足迹。只有在大结局的最后几天，就在它故意死亡俯冲进入行星之前，航天器才能够探测到土星粒子向外涌出。在最后几个轨道中，卡西尼号在行星及其土星环之间的空间中进进出出，使科学家们得以首次瞥见土星的粒子流。“这是第一次，因为大结局的轨道非常靠近土星，我们才能够看到来自土星的信号，”苏莱曼说。
新的发现可能并不令人意外，但它确实揭示了关于土星环境的一些信息。“它证实了土星系统可以说是太阳系中最多样化和最具活力的系统，”苏莱曼说。“它与其环境发生了所有这些相互作用。”