一个美丽的现象，造就了太阳系内的50年之谜

「本文来源：科普中国」

在通过卡西尼号获取的合成图片上，我们可以清晰地看出土星的极光（图片来源：NASA）
在很长一段时间内，人们都相信，远离太阳的木星和土星是极寒之地。但随着探测器接近它们，我们对这些巨行星的认识有了巨大的转变：事实上，它们的表面十分炎热，大气层的温度可达数百摄氏度。是什么样的未知来源在加热这些行星？这个困扰科学家们50年的“能源问题”，终于在最近有了答案。
撰文 | 罗宾·乔治·安德鲁斯（Robin George Andrews）
翻译 | 白德凡
审校 | 吴非
由于远离太阳，木星、土星这两个气态巨行星，以及天王星、海王星这两个冰质巨行星，长久以来被人们认为是极寒之地。然而当20世纪七八十年代，当美国航空航天局（NASA）的“旅行者”号探测器依次经过这4颗行星时，科学家们发现它们热得简直就像在发烧——这就好比你从冰箱中找出了火堆一样令人震惊。
来自地面望远镜以及“伽利略”号、“卡西尼”号探测器的后续观测表明，这几颗行星在整个行星范围内的高温一直持续着。它们“发烧”得非常厉害，例如，木星的低纬度地区按理说应该冷至-110℃，可事实上，那里的大气在325℃的高温下炙烤着。莫非是某种未知的热源在背后捣鬼？这个热源如何做到不仅加热了行星上的单个地点，还加热了整个高层大气？
日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的行星天文学家詹姆斯·奥多诺休（James O"Donoghue）说，50年来，科学家一直对这个“能源问题”困惑不已。现在，终于有两篇论文揭示了土星和木星的热量从何而来：热量来自行星南极和北极的光，或者说，极光。
这些结果来自对这两颗气态行星高层大气的详细观测。卡西尼号探测器在坠入土星的过程中测量了大气温度；木星的温度信息则是从位于夏威夷一座火山顶上的望远镜的观测数据拼接得来的。两组观测数据都表明，在行星磁极下方的极光区附近，大气温度最高；往赤道接近，温度则会下降。很明显，极光带来了热量。而且就像散热器一样，热量随着距离的增加而减少。