在宇宙天體中，最常見的就是恆星和行星。這兩種天體最大的區別，就在於能否進行核聚變反應。

對於恆星來說，它們擁有核聚變的原料氫，同時核心處巨大的壓力和溫度也滿足條件，從而進行核聚變反應，向宇宙空間釋放光和熱。而行星不一樣，雖然除了地球這樣的岩石行星外也有木星這樣的氣體巨星，由氫和氦組成，成分與恆星類似，但是它們不能提供足夠的反應條件，所以核心的氫始終無法“點燃”。

因此，從理論上說，這些行星的溫度，主要就要靠恆星的加熱。

這個理論一直被科學家認可，但偏偏事實不盡如人意。當科學家真正去研究氣體行星的時候，發現問題並沒有那麼簡單。

在人類發射探測器去探索這些氣體行星以前，科學家根據它們的軌道、本身的屬性等因素，計算了它們的理論溫度。可是，隨著旅行者1號、旅行者2號等探測器飛出小行星帶，分別造訪木星、土星、天王星和海王星的時候，對它們進行的溫度測量出現了詭異之處：它們全都比理論值要高！

以木星為例，根據它實際的溫度和能接收到的太陽輻射來計算，科學家發現：它釋放的能量是接收到太陽能量的2倍以上。也就是說，木星在放熱！

可是，理論上來說，木星並不能進行核聚變啊！那麼，木星釋放的能量從哪裡來呢？

當然，很多人對於木星是行星的身份有些不滿，試圖將它歸類到褐矮星，並以此為證據。雖然這個說法基本不可能成立，但是科學家也必須拿出理由，找到熱源，才能真正推倒這個理論。

隨著科學家對木星探索的深入，他們發現木星大紅斑上空的溫度比其他區域要高。因此，他們推斷，或許是木星大紅斑在釋放熱量，提升了木星的溫度。而大紅斑所釋放的熱量，來自於木星核心。只不過，這裡木星核心提供的熱量並不是核聚變產生的，而是氫離子在極高溫度和壓力下的運動所帶來的。

這個說法看似解決了木星熱源的謎題，但其實並沒有。因為除了木星以外，其他三顆氣體行星，也都有各自的熱源。科學家理論推匯出的土星高層大氣的溫度，大約是150K。而旅行者號探測器測量的資料顯示，那裡的溫度甚至高達400~600K（注意，這不是我們通常說的土星表面溫度）。而這個情況，在木星和海王星表面還要更誇張。

如果說木星的熱源是大紅斑，其他氣體行星並沒有這種風暴，它們的熱源在哪呢？不論從哪個角度來說，我們都有理由認為是氣體行星共同的某個特徵所導致的。

於是，這個謎題成為了天文學上的一樁懸案，始終無人能解。在天文學上，這叫做氣體行星的“能源危機（energy crisis）”。

最近，NASA的科學家在土星上找到了一些蛛絲馬跡，或可解開這個謎題。

NASA的依據，來自於已經墜毀的土星探測器——卡西尼號探測器。卡西尼號在墜入土星之前，曾發回來大量的資訊，其中有一些直到現在仍然在處理中。

4月6日，《自然天文學》上發表了一篇亞利桑那大學圖森分校的行星科學家Zarah Brown及其同事的報告，在報告中，Zarah Brown指出，氣體行星能源危機的答案，或許就來自於卡西尼號探測器。

2017年9月，NASA的卡西尼號探測器在即將完成使命之前，調整了自己的軌道，義無反顧地衝向土星大氣層，用自己壯烈的死亡，為人類作出最後的貢獻。在螺旋公轉著墜入土星大氣層的過程中，卡西尼號探測器通過觀察背景中的恆星來探測這顆行星的高層大氣。通過觀測不同位置上空可見的星星數量，就可以推測這片大氣的空氣密度。

Zarah Brown等人一共在卡西尼號探測器傳回的資料中採了30個樣本，繪製了一個粗略的土星大氣密度地圖。我們知道，氣體的密度和溫度是直接相關的，因此，這也是一張土星高層大氣溫度分佈圖。

這張溫度分佈圖顯示了一個“巧合”：不論是南半球還是北半球，土星高層大氣溫度最高的位置都在60°的緯度附近。說是巧合，但科學家們相信，這其中肯定有原因。

同樣的，想找“原因”，就繼續找“巧合”。這個“巧合”很容易找到，那就是，南緯60°和北緯60°，都是土星上極光最常出現的位置。那麼，土星高層大氣的異常高溫，是否和極光有關呢？

科學家指出：極光的本質，就是太陽輻射和行星大氣層的粒子發生碰撞、導致行星氣體分子被電離而發的光。如果單純地討論極光，其實是幾乎不發熱的。不過，由於氣體被電離，所以就會產生電流。中學物理告訴我們，只要有電阻和電流，就會產熱。你可能還記得那個公式：Q=I^2*RT。

也就是說，極光產生的電流在土星的大氣中傳導，於是產生了熱量。

你可能會問：地球上也有極光，怎麼沒見地球被加熱？

在這篇報告中他們指出：土星和地球的極光有一點不同，前者的極光主要是在紫外光中發光，這或許就是兩顆行星上極光的不同，所以一個有產熱的效果，另一個沒有。

看起來，他們的這個分析有理有據，似乎可以解開氣體行星能量危機的謎題了。不過，在完全證實之前，他們仍然有很多工作要做——

印證猜想，確保這個猜測是正確的；計算出極光放熱的能力，看看是否足以讓土星高空大氣升溫到現在的程度；如果不足，那麼或許土星上還有其他熱源；對於木星、天王星和海王星來說，也要滿足同樣的理論。這就需要科學家們發射探測器去天王星和海王星附近實地觀測才行，不過對於現在的人類來說，10年內能發射出這樣的探測器就不錯了，如果想探索這個問題，恐怕得差不多20年的時間。

如果在其他氣體行星上這個猜想也成立，那麼對於系外行星來說，應該也會有同樣的狀況。