土星以其星環而聞名，通過一個普通的望遠鏡就能輕易看到。現在，利用40多年來收集的觀測數據，科學家們發現，這顆行星的標誌性星環可能並不像它們看起來那樣平靜，發現了這顆行星與其標誌性星環之間前所未有的互動。

科學家們整理了對土星的觀測檔案，發現這顆行星龐大的星環系統正在加熱它的上層大氣，這種現像在太陽系的任何地方都沒有見過。

得出這一結論需要將美國宇航局四次行星任務的紫外線（UV）光觀測結果拼湊起來。這包括1980年代飛過土星的旅行者1號和2號航天器的數據，以及2004年抵達土星並在幾年內收集紫外線數據的卡西尼任務。測量的紫外線過量在當時被認為是乾擾，其他數據來自1978年發射的國際紫外線探測器和哈勃太空望遠鏡。

從卡西尼號探測器提供的讀數中，科學家們已經知道，土星環中的顆粒正在緩慢地向著該行星降落。出乎意料的是土星環的解體是如何影響該行星的原子氫水平的，原子氫以單個原子的形式出現，而不是以分子的形式出現，這使得它非常具有活性。

該研究的主要作者Lofti Ben-Jaffel說：”儘管星環的緩慢解體是眾所周知的，但它對行星的原子氫的影響是一個驚喜。從卡西尼號探測器上，我們已經知道了星環的影響。然而，我們對原子氫的含量一無所知。”

使用哈勃太空望遠鏡成像光譜儀（STIS）的高分辨率測量結果將檔案數據聯繫在一起是該發現的關鍵。精確的STIS觀測結果被用來校準由卡西尼號和旅行者號飛船獲得的檔案數據。由此產生的圖像顯示了過量的紫外線輻射，被視為土星大氣中熱氫的光譜線，表明大氣加熱。

對科學家們來說，對土星大氣層加熱的最好解釋是，在土星引力的吸引下，從土星環上落到該星球上穩定的冰冷顆粒雨。

Ben-Jaffel說：”一切都由環狀粒子在特定的緯度上層層進入大氣層所驅動。它們改變了上層大氣，改變了大氣的組成。”

人們希望，土星和它的環之間的意外互動可以用來確定圍繞其他恆星運行的系外行星是否擁有類似土星的環系統。儘管它們會因為距離太遠而無法看到，但行星的紫外光光譜學可以用來表明它們的存在。

Ben-Jaffel說：”我們只是處於這種環狀特徵對行星上部大氣的影響的開始。我們最終希望有一個全球性的方法，產生一個關於遙遠世界的大氣層的真正特徵。這項研究的目標之一是看我們如何能夠將其應用於圍繞其他恆星運行的行星。”

該研究發表在《行星科學》雜誌上。