據外媒報道，木星是距離太陽第五近的行星。根據接收到的陽光量，這個星球上層大氣的平均溫度應該是零下73攝氏度左右。然而，科學家獲得的測量值飆升至約426攝氏度。50年來，這種額外熱量的來源一直難以捉摸，導致科學家將這種差異稱為木星的“能源危機”。
最近，一個國際團隊彙集了來自三個天文台的觀測數據–美國宇航局的朱諾號航天器、夏威夷茂納凱亞的W.M.凱克天文台以及日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的Hisaki衛星–以發現木星熱力增加的可能來源。
JAXA太空和宇航科學研究所的James O’Donoghue說：“我們發現，木星的強烈極光是太陽系中最強大的，它負責將整個星球的高層大氣加熱到令人驚訝的高溫。”O’Donoghue在馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心時開始了這項研究，他是發表在《自然》雜誌上有關這項研究論文的主要作者。
當帶電粒子被捲入該行星的磁場時，就會出現極光。這些粒子沿着磁場中看不見的力線向行星的磁極盤旋，撞擊大氣中的原子和分子，釋放出光和能量。在地球上，這導致了五顏六色的“燈光秀”，形成了極光。在木星，從它的火山衛星木衛一噴發出來的物質，導致了太陽系中最強大的極光，並在木星的極地地區的高層大氣中產生巨大的熱量。以前曾有人提出過極光可能是木星神秘能量來源的想法，但直到現在，觀測結果仍無法證實或否認這一點。
木星上層大氣的全球模型表明，被極光加熱並前往赤道的風將被木星快速旋轉所驅動的西風所壓倒並改道。這將防止極光的能量逃離極地地區並加熱整個大氣層。然而，這個新的觀測結果表明，這種捕獲並沒有發生，而且與赤道風相比，西向風可能比預期的要弱一些。
來自W.M.凱克天文台的高分辨率溫度圖，結合來自Hisaki和朱諾號的磁場數據，使該團隊能夠捕捉到極光在向木星赤道發送似乎是熱脈衝的行為。
該團隊在2016年4月和2017年1月的兩個晚上分別用凱克二號望遠鏡對木星進行了五個小時的觀測。利用凱克二號上的近紅外光譜儀（NIRSPEC），木星大氣層中帶電的氫分子（H3+離子）的熱量被從行星的兩極向下追蹤到赤道。以前的上層大氣溫度圖是用只有幾個像素的圖像形成的。這樣的分辨率不足以看到整個星球的溫度可能如何變化，對於額外熱量的來源提供的線索很少。
為了改善這種情況，研究小組利用凱克二號的力量，在整個星球的表面進行了更多的溫度測量，並且只包括記錄值的不確定性低於5%的測量。這花費了數年的精心工作，產生了具有超過10000個單獨數據點的溫度圖，這是迄今為止的最高分辨率。
英國萊斯特大學的論文共同作者Tom Stallard說：“我們已經用其他儀器多次嘗試這樣做，但是通過凱克的NIRSPEC，我們第一次能夠快速測量從木星一直到赤道的光線，然後我們可以繪製出溫度和電離層密度。”
如果熱量被困在極光附近，預計只有極地地區溫度高，而這些詳細的地圖顯示，高層大氣中的熱量分佈更廣，靠近赤道的溫度逐漸降低。
Stallard說：“我們還發現了一個離極光很遠的奇怪的局部加熱區域–一個不同於我們以前所見的任何加熱的長條。儘管我們不能確定這個特徵是什麼，但我確信它是一個從極光向赤道流動的滾動熱浪。”
此外，來自JAXA的Hisaki衛星的觀測顯示，在凱克二號溫度觀測時的條件可以在木星上產生強烈的極光。自2013年發射任務以來，Hisaki從圍繞地球的軌道上觀察了木星周圍產生極光的磁場。這種長期監測顯示，木星的磁場受到太陽風的強烈影響；太陽風是由太陽發出的高能粒子流。太陽風帶有自己的磁場，當它遇到木星的行星磁場時，後者被壓縮。在凱克二號觀測時，Hisaki表明，太陽風在木星的壓力特別大，磁場壓縮很可能產生了增強的極光。
最後，來自木星周圍軌道上的朱諾號的觀測提供了該星球上極光的精確位置。
“朱諾號的磁場數據為我們提供了關於極光位置的‘地面真相’。這一信息並不容易從熱力圖中獲得，因為熱量會從許多方向泄露出去，”O’Donoghue說。“把這想象成一個海灘：如果熱大氣層是水，朱諾號繪製的磁場是海岸線，而極光是海洋，我們發現水離開了海洋，淹沒了陸地，而朱諾號揭示了該海岸線的位置，以幫助我們了解洪水的程度。”
“我們捕捉到這個潛在的熱脫落事件，這純粹是運氣，”O’Donoghue補充說。“如果我們在不同的夜晚觀察木星，當太陽風壓最近不高時，我們就會錯過它！”
該團隊將繼續分析數據並製作更多的地圖；他們的目標是捕捉木星極光噴出的另一個熱點，這次要在2-3天的時間裡觀察它，這樣他們就可以跟蹤它在行星周圍移動的能量。
“我們能觀察到這些特徵中的一個移動嗎？它是否會顯示出極光熱流的作用？這種能量的流動又是如何影響到我們現在所知道的周圍的複雜磁場的？”Stallard說：“在木星電離層的一個區域，這是一組令人激動的研究問題，五年前，我們認為這是很平凡的。”