土星以其星环而闻名，通过一个普通的望远镜就能轻易看到。现在，利用40多年来收集的观测数据，科学家们发现，这颗行星的标志性星环可能并不像它们看起来那样平静，发现了这颗行星与其标志性星环之间前所未有的互动。
科学家们整理了对土星的观测档案，发现这颗行星庞大的星环系统正在加热它的上层大气，这种现象在太阳系的任何地方都没有见过。
得出这一结论需要将美国宇航局四次行星任务的紫外线（UV）光观测结果拼凑起来。这包括1980年代飞过土星的旅行者1号和2号航天器的数据，以及2004年抵达土星并在几年内收集紫外线数据的卡西尼任务。测量的紫外线过量在当时被认为是干扰，其他数据来自1978年发射的国际紫外线探测器和哈勃太空望远镜。
从卡西尼号探测器提供的读数中，科学家们已经知道，土星环中的颗粒正在缓慢地向着该行星降落。出乎意料的是土星环的解体是如何影响该行星的原子氢水平的，原子氢以单个原子的形式出现，而不是以分子的形式出现，这使得它非常具有活性。
该研究的主要作者Lofti Ben-Jaffel说："尽管星环的缓慢解体是众所周知的，但它对行星的原子氢的影响是一个惊喜。从卡西尼号探测器上，我们已经知道了星环的影响。然而，我们对原子氢的含量一无所知。"
使用哈勃太空望远镜成像光谱仪（STIS）的高分辨率测量结果将档案数据联系在一起是该发现的关键。精确的STIS观测结果被用来校准由卡西尼号和旅行者号飞船获得的档案数据。由此产生的图像显示了过量的紫外线辐射，被视为土星大气中热氢的光谱线，表明大气加热。
对科学家们来说，对土星大气层加热的最好解释是，在土星引力的吸引下，从土星环上落到该星球上稳定的冰冷颗粒雨。
Ben-Jaffel说："一切都由环状粒子在特定的纬度上层层进入大气层所驱动。它们改变了上层大气，改变了大气的组成。"
人们希望，土星和它的环之间的意外互动可以用来确定围绕其他恒星运行的系外行星是否拥有类似土星的环系统。尽管它们会因为距离太远而无法看到，但行星的紫外光光谱学可以用来表明它们的存在。
Ben-Jaffel说："我们只是处于这种环状特征对行星上部大气的影响的开始。我们最终希望有一个全球性的方法，产生一个关于遥远世界的大气层的真正特征。这项研究的目标之一是看我们如何能够将其应用于围绕其他恒星运行的行星。"
该研究发表在《行星科学》杂志上。