国际研究团队利用美国宇航局（NASA）的“朱诺”号探测器数据，首次在木星的卫星卡利斯托上探测到了极光。这一里程碑式的科学发现标志着对木星的四颗伽利略卫星——木卫一（Io）、木卫二（Europa）、木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto）的极光数据实现了全面覆盖。
与地球类似，木星的极光也主要出现在其两极区域。然而，木星的极光形成源于其大型卫星与木星磁场的电磁相互作用。研究人员指出，木星因木卫一、木卫二和木卫三与等离子体流的相互作用，展现出独特的多波长极光发射特征。此前，哈勃空间望远镜已捕捉到其他三颗伽利略卫星的极光信号，但对卡利斯托的极光痕迹仅有微弱探测，且常被木星更明亮的极光椭圆所遮挡，使得详细研究变得困难。
这一契机出现在2019年9月，一次高能太阳风流冲击了木星，导致木星的极光椭圆向赤道方向移动。此时，“朱诺”号的观测位置恰好能够同时观测到所有四颗伽利略卫星。此次事件使得木卫一、木卫二、木卫三和木卫四的极光痕迹在一次观测中得以显现，使研究团队能够利用紫外线、无线电、等离子体和波数据进行详细表征。结果显示，卡利斯托的极光模式与其三颗姊妹卫星的模式一致。卡利斯托极光痕迹的探测，其紫外线亮度峰值达到137 ± 15 kR，并伴随能量约为10 keV的场向电子，在木星大气中沉积的能量通量为55 mW/m²。
此次发现不仅完成了对木星系统极光图像的拼图，也为理解木星磁层与其卫星之间复杂的相互作用开辟了新的途径。借助“朱诺”号的技术，科学家们现在能够深入研究触发这些卫星极光的等离子体、电流和磁场的性质。值得注意的是，木卫一作为木星最内侧的卫星，其火山活动是木星磁层等离子体的主要来源，每秒向木星磁层输送约一吨火山气体，形成一个环绕木星的等离子体环。
虽然“朱诺”号将继续其任务，但它并非孤军奋战。2024年10月14日，NASA发射了“欧罗巴快帆”号（Europa Clipper）探测器，该任务将对木卫二进行深入研究。该任务预计于2030年抵达木星系统，并将对木卫二进行49次近距离飞掠。此外，欧洲空间局（ESA）已于2023年4月14日发射了“木星冰卫星探测器”（JUICE）任务，该任务旨在详细研究木卫三、木卫四和木卫二，尤其侧重于木卫三。JUICE任务预计于2031年抵达木星系统。
随着卡利斯托极光的成功探测，科学家们现已掌握了所有四颗伽利略卫星的完整数据。这标志着在理解太阳系最大气态巨行星磁环境方面迈出了重要一步，为木星系统的太空探索开启了新篇章。这项研究成果已于2025年9月1日发表在《自然·通讯》杂志上。