Газовые гиганты, такие как Сатурн и Юпитер, без преувеличения можно назвать весьма горячими местечками в нашей Солнечной системе. Под атмосферой этих планет творится форменный ад, с постоянно извергающимися вулканами, реками расплавленной породы и плотными облаками раскаленного газа. Атмосфера таких планет будет горячей, что вполне естественно, однако не совсем понятно почему такую высокую температуру имеют и верхние слои атмосферы. При такой удалённости от Солнца, даже с учётом высокой температуры поверхности, атмосфера не может быть раскалена на столько, чтобы противостоять холоду открытого космоса.
Эта загадка Солнечной системы долго надавала покоя физикам, и вот, наконец, на неё был получен ответ – всему виной полярные сияния. Кажущееся, одновременно простым и странным объяснение было найдено после изучения данных, полученных с космического корабля NASA Cassini. Подробности исследования были опубликованы в журнале Phys.org.
Температура верхних слоев была измерена при наблюдении за преломлением света от ярких звезд в созвездиях Орион и Большой Пес на границе атмосферы Сатурна при пролете Cassini. Это позволило узнать плотность воздушной оболочки, которая уменьшается с высотой, но темпы уменьшения зависят от температуры. Оказалось, что температура достигает максимума вблизи полярных сияний. Электрические токи, вызванные взаимодействием между солнечным ветром и заряженными частицами, вызывают возбуждение атомов и молекул в составе воздушной оболочки газового гиганта.
При этом стоит заметить, что по мере удаления от поверхности температура атмосферы падает.