磁场和磁层

土星的磁场类似于简单的偶极子它的南北轴与土星的旋转轴对齐在1°以内,磁偶极子的中心位于行星的中心。磁场的极性,就像木星的的相反地球的field-i.e。时,磁场线出现在土星的北半球,并在南半球重新进入土星(看到地球:地磁场和磁层).在土星上磁罗经会指向南方。土星的场明显地偏离了一个简单的偶极场;这体现它本身既处于南北不对称,又处于比纯偶极子模型所预测的稍高的极面场中。在土星的一格“表面”水平上,最大的极场是0.8高斯(北)和0.7高斯(南),与地球的极地表面场非常相似,而赤道场为0.2高斯,而地球表面为0.3高斯。木星的赤道磁场为4.3高斯,比土星的磁场强20多倍。如果有人表示土星磁场是由一个具有特定磁矩的简单电流环产生的(看到磁偶极子),那么木星的磁矩大约是地球的600倍,而木星的磁矩是地球的2万倍。

土星的磁场是由行星内部导电部分的流体运动产生的。这个区域以流体金属状态存在于中心岩石核周围,包括地球的内半部。与木星相比,土星由这种导电金属流体组成的质量和体积更少,这可能在一定程度上解释了为什么土星的磁场要弱得多。木星的内部也更热,所以它内部的流体运动可能更剧烈,可能进一步导致了场强的差异。

土星的磁气圈行星周围的泪滴状空间区域是带电粒子活动的地方吗太阳,是由地球而不是行星际磁场。泪滴的圆形一面向太阳延伸,与流出形成边界,或磁层顶太阳风距离土星中心约20个土星半径(1,200,000公里[750,000英里]),但由于太阳风压力的变化,有很大的波动。在土星的另一侧,磁层被拉出形成一个巨大的延伸到很远的地方的磁尾。

土星的内部磁层,就像地球和木星的磁层一样,捕获了大量稳定的高能带电粒子,大部分是质子,沿着磁场线沿螺旋路径运动。这些粒子在土星周围形成类似于范艾伦皮带地球的。与地球和木星不同的是,土星的带电粒子数量由于粒子被吸收到表面而大大减少固体在磁场线上的轨道。“航行者”号数据显示,在磁场线上的粒子群中存在“洞”,这些粒子群与磁层内的环和卫星轨道相交。

土星的卫星泰坦而且亥伯龙神轨道距离接近磁层最小值它们偶尔会穿过磁层顶,飞到土星磁层外。被困在土星外层磁层的高能带电粒子与土卫六上层的中性原子相撞大气给它们能量,造成大气侵蚀。卡西尼号轨道飞行器观测到了这种高能原子的光晕。

土星拥有紫外线极光由来自磁层的高能粒子撞击土星极地大气中的原子和分子氢产生。土星的紫外线图像由地球轨道拍摄哈勃太空望远镜在20世纪90年代末和21世纪初,成功地捕捉到了两极周围的极光圈。这些给了生动的土星磁场高度对称的证据,并揭示了极光对太阳风和太阳磁场的反应方式的细节。