一个美丽的现象，造就了太阳系内的50年之谜(3)

土卫二向太空中喷射水冰和蒸汽“喷泉”（图片来源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute）
这些等离子体进入行星广阔的磁层，得到加速后进入两极。在那里，等离子体中的带电粒子与大气中的气体分子发生碰撞。
土星的极光主要发出紫外线，而木星的极光同时发出紫外线和红外线。但是光的产生过程与热的产生过程不同，后一种情况下，“一切都与摩擦有关”，奥多诺休说。
等离子体沿着磁力线流向行星的磁极。这些磁力线像卷须一样延伸进遥远的太空。磁力线和等离子体流随着行星旋转，但有时跟不上行星的转速，比如木星每10小时就能自转一圈。当这些等离子体流滞后于木星的自转时，木星强烈的西风就会吹过它们。风与缓慢移动的等离子体流发生摩擦，摩擦产生了热量。对木星来说，这个热量可能是它从太阳那里获得的热量的125倍。“这有点疯狂。”奥多诺休说。
因此，天文学家一直想知道极光是否是这些行星“发烧”的原因也就不足为奇了。“几十年来，大家都知道极光中蕴藏着大量能量。”波士顿大学高级研究员卢克·穆尔（Luke Moore）说。但是，为了把怀疑变成肯定，天文学家需要一张图——具体来说，是一幅气态和冰质行星高层大气的热图。有了这张图，他们可以检验最高温区域能否与极光区重叠，以及这些热量是否会扩散到整个星球。
第一张这样的图诞生于卡西尼号的谢幕。2017年4月，在绕土星轨道运行13年后，NASA的卡西尼号探测器受命做了一件不同寻常的事情：在绕行土星22圈的过程中，探测器在土星和土星环之间来回俯冲。这最后一幕结束于2017年9月15日，那天探测器在土星的云层中燃烧，卡西尼号以前所未有的方式近距离观察土星世界。
当卡西尼号靠近土星时，它透过土星大气层看向远处明亮的恒星。这些恒星发出的光看上去随着大气密度而变化，而气体的密度和温度是相关的。所以研究人员使用了这种被称恒星掩星的方法，综合几十个测量结果，绘制出土星高层大气白天和黑夜的详细热图。
去年发表在《自然·天文学》上的热图显示，大气层温度在极光周围有一个峰值，而从两极到赤道，温度则在平缓下降。
这样看上去，极光似乎是热量的成因。但是，“如果我们关于土星能量再分配的理论是正确的，它也理应适用于木星。”土星研究的主要作者布朗说。
根据奥多诺休和同事的工作，现在我们知道，情况确实如此。