太阳系中的极光
类木行星的大气主要成分是氢，可以产生明亮的Lyman线系紫外辐射。因此紫外是研究此类行星极光的重要波段。
研究类木行星紫外极光的先驱是旅行者号探测器。之后的国际紫外探测者和哈勃空间望远镜也作了相当重要的观测。钱德拉X射线天文台升空后，X射线也成了研究极光的热点波段。
木星的极光最早是由旅行者一号探测器发现的，当然因探测波段问题，旅行者所见的是极为黯淡的光环。
随后哈勃空间望远镜进行的一系列观测十分有名，动用了其上几乎所有的主要设备。哈勃发现木星极光呈卵形分布在极区，主要受行星磁层的控制，不过木卫一的磁场也在极光上留下了离散的踪迹；它还发现了极光快速变化的行为。1994年舒梅克-列维9号彗星撞击木星期间，极光还曾出现与撞击相关的变化。此外，伽利略、卡西尼等行星探测器以及钱德拉、XMM-牛顿等高能卫星也对木星极光和磁层进行过监测。
哈勃空间望远镜的不同照相机拍摄的木星极光。（图片提供：STScI）
钱德拉X射线天文台拍摄的木星极光随时间的变化。（图片提供：CXO）
类地行星的极光根本成因在于太阳，而木星的极光成因就比较特殊了，是内因所致，因此其上极光现象持续不断。快速自转的木星导致了磁场的旋转，进而产生强电场。之后的过程与地球类似，带电粒子在极区电场的作用下撞击大气，然后的事情就不用再重复一次了吧……只是其中相当一部分粒子可能起源于众多的卫星，而非太阳。
与木星类似，土星也有自转较快的强磁场，还有充当粒子源的卫星和光环。而土星磁极与地理南北极重合较好，也为研究带来了很大的便利。观测表明，其极光也呈卵状，分布在南北极，应该是起源于磁层顶处。同时，土星极光也出现过突然增亮的爆发现象。
不过土星系统的未知数更多，如支配力量究竟是内因还是太阳风。另外土星自转的确切周期也一度是个难题。当前工作中的卡西尼号探测器已进行了一系列观测，结合先前哈勃空间望远镜等设备获取的数据，有可能最终解答这些问题。
卡西尼在紫外波段观测到的土星极光，反映了太阳风的快速变化。（图片提供：JPL/NASA）
人们对天王星的磁层和相关现象了解较少。而其磁场和自转轴之间的大夹角也使得磁场取向随行星自转而发生很大的变化。这也反映在了旅行者二号拍下的极光紫外图象上。与地球、木星或土星极光的卵形分布不同，天王星的极光亮区反映了长长的磁尾。
旅行者二号观测到的天王星极光，辐射是分子氢产生的。（图片提供：NASA）
更早的国际紫外探测者则在天王星的昼半球发现了原子氢的Lyman线系极光辐射，其中包含快速的时变现象。随后旅行者号的观测则是时间平均的结果，而天王星与地球的遥远距离也使得进行高分辨率观测不现实。因此国际紫外探测者观测到的时变是否属实，还需要今后的观测加以检验。
海王星虽然有磁极，极光却较少出现在极区，而是类似地球上的中纬度稳定红色极光弧（Stable Auroral Red arcs），这是由带电粒子顺磁力线运动时损失能量而导致的。而海王星的环系还吸收了大量粒子，减少了它们冲入行星大气并形成极光的可能性。
总的说来，类木行星中，只有对木星极光了解较多，其他都存在大量疑难。至于更遥远的柯伊伯带天体是否有极光，则是至今未知的。也许要寄希望于未来的空间探测计划才能解决这些问题。
除却上述大行星，木卫一、木卫三、土卫六和海卫一等较大的卫星上也发现过极光的踪影。木卫三的极光是哈勃空间望远镜在1996年发现的，率先打破了行星对极光的“专利”。伽利略号探测器则于1998年在可见光波段发现了木卫一极光，同样有着红、绿、紫等多种色彩。而卡西尼号探测器进行木卫六飞越时，也专门将极光探测排入了日程。
木卫三富氧大气中的紫外极光。（图片提供：NASA/HST/McGrath et al. 2004）
极光的研究在行星科学中非常重要。研究人员可以经由极光了解行星大气成分、磁层结构和变化，以及大气与磁层的作用情况。木卫三等卫星极光的发现也使人们重新考虑卫星的历史和行星磁场形成的理论。
参考资料：
[1] Observations with the Hubble Space Telescope: Imaging, Spectroscopy and Modeling of the Giant Planets
[2] Jovian Planets: UV Studies of Their Upper Atmospheres and Magnetoshperic Interactions
[3] http://www.wiki.cn/wiki/极光
[4] Aurora at Mars
[5] 关于火星极光，也可参见http://bzhang.lamost.org/website/archives/martian_aurora/
[6] Neptune Aurora
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