土星作为气态巨行星,其大气层呈现独特现象。周期性大白斑雷暴现象每隔28.5年出现,卡西尼号探测器曾捕捉到伴随强无线电波辐射的闪电活动。土星北极存在稳定的六边形风暴结构,直径达3万公里,实验室通过旋转流体模拟验证其与罗斯贝波效应的关联。
土星环的起源仍存争议,可能源于洛希极限内天体解体或卫星碰撞。卡西尼号探测发现土星环冰晶颗粒正以光环雨形式流失,预计一亿年后消失。通过探测器近距离穿越土星环与大气层间隙的终结任务,科学家首次精确测量了环体质量。
土星磁场呈现近乎完美的偶极对称性,磁轴与自转轴仅偏差0.01度,其赤道辐射带强度远超地球范埃伦辐射带。探测器数据揭示土星内部存在金属氢对流层,驱动复杂磁场结构。
卡西尼号在完成22次土卫六泰坦引力弹弓变轨后,于2017年坠入土星大气层。该任务揭示了土星环演化特征、大气环流规律及太阳系早期演化线索。未来深空探测将延续科学观测使命,我国计划2029年发射天问四号开展木星探测。