【正見新聞網2020年06月17日】
圖：火星高層大氣的綠色輝光以及ExoMars探測器概念圖。Credit: ESA
據CNN報導，最新研究發現，火星大氣中正在發出綠色光芒。
輝光常見於地球的兩極。但這是第一次在另一顆行星周圍看到這種輝光。
當來自太空的電子與我們的高層大氣碰撞時，就會造成輻射。由於陽光的照射，地球和火星的大氣層在白天和晚上都會輻射。在白天，當陽光攪動大氣中的分子和原子（例如氮和氧）時，就會發出輝光。而在晚上，當大氣中破裂的分子重新聚集在一起時，也會產生輝光。
國際空間站上的太空人比較容易看到地球發出的綠色夜光，因為他們處於地球的側面。這意味著他們可以更容易看見高層大氣中的輝光。
「夜光是地球上看到的最明亮的輻射之一。更具體一些，它是由於氧原子發出的特定波長的光，這從未在另一個行星上見過。」文章第一作者，比利時列日大學(Universite de Liege)的Jean-Claude Gerard教授說，「然而在大約40年前，理論就預測了火星上可能存在這種輝光。現在我們終於找到了它。」
研究團隊利用ExoMars微量氣體探測器進行了這項觀測。它於2016年10月在火星附近建立了軌道。在軌道運行期間，一些軌道器的儀器被指向火星表面，包括紫外可見光譜儀。
為了找到綠色的輝光，研究團隊將儀器對準火星的邊緣，並在2019年4月24日至12月1日之間的進行兩次不同高度的掃描，高度範圍為20至400公裡。
研究團隊指出，在這段時間內收集的所有數據中都發現了綠色的輝光。這對ExoMars飛行器來說是一項了不起的成就，因為考慮到白天火星的大氣層要比黑夜要亮得多，使得綠色的輝光很難被發現。
文章合作者，比利時皇家皇家空間研究所(Institut Royal d'Aeronomie Spatiale de Belgique)的首席研究員Ann Carine Vandaele說：「在約80公裡的海拔高度上，這種輻射最強，並且隨著火星與太陽之間的距離變化而變化。」
研究團隊還發現火星的綠色輝光與地球的不同。
Gerard教授說：「我們對這種輝光輻射進行了建模，發現它主要以二氧化碳的形式產生，並且分解成其組成部分：一氧化碳和氧氣。我們看到了產生的氧原子在可見光和紫外光下都發光。」
雖然這與火星具有這種輝光的理論模型相符，但它比地球產生的可見光輻射要強得多。
Gerard教授說：「這表明我們需要進一步了解氧原子的行為，這對於我們理解原子和量子物理學非常重要。」
觀察行星大氣的輝光可以揭示它們的成分和能量。它們是從日光和太陽風或穿過太陽系移動的帶電粒子流中獲得的。
這對於理解極光也至關重要。通過研究火星的綠色輝光，研究人員可以了解行星大氣層中該層的結構，更好地了解其高度範圍，甚至可以觀察到對太陽的反應的任何變化。
而且，更詳細的了解火星大氣層意味著各國的航天機構可以準備將軌道器或太空飛行器送到火星表面。 比如ExoMars探測器的後繼者包括在2022年歐洲航天局(ESA)將Rosalind Franklin行星探測器降落在火星表面。這將是歐洲第一架行星探測器。
這項新研究發表在2020年6月15日的《自然》雜誌子刊《自然天文》上。