在晴朗的天空下,发出的光芒可能足够明亮,足以让人类看到并让漫游者在黑夜中导航。地球上也观察到夜光。这在火星上是预料之中的事情,但直到现在才在可见光下观察到。

火星之夜的绿色光芒

照亮道路

当两个氧原子在行星表面上方约50公里处结合形成氧分子时,就会出现大气夜辉。

氧原子一直在旅途中:当阳光为二氧化碳分子提供能量,使它们分裂时,它们在火星的白天形成。当氧原子迁移到夜间并停止被太阳激发时,它们会重新组合并在较低高度发光。

大气与行星实验室研究员LaurianeSoret解释说:“这种排放是由于夏季大气中产生的氧原子重新结合,并被风输送到冬季高纬度地区,即火星大气中海拔40至60公里的地方。”比利时列日大学物理学家以及在《自然天文学》上发表这一发现的团队成员。

夜光的亮度足以照亮未来的道路,就像地球上月光下的云一样明亮。

这项新研究的主要作者、列日大学的行星科学家让-克洛德·热拉尔(Jean-ClaudeGérard)表示:“这些观察结果对于未来的红色星球之旅来说是出乎意料且有趣的。”

沿着绿色发光路走

国际科学团队对火星快车的一项发现很感兴趣,该发现十年前观察到了红外波长的夜光。随后,痕量气体轨道飞行器于2020年在火星日面上方高处探测到发出绿色光的氧原子,这是首次在地球以外的行星周围看到这种日光发射。

这些原子也会移动到夜侧,然后在较低的高度重新组合,从而在今天发表的新研究中检测到可见的夜光。

TGO在400公里的高度绕这颗红色星球运行,能够利用其NOMAD仪器的紫外-可见通道监测火星的夜晚。该仪器覆盖了从近紫外光到红光的光谱范围,并面向红色星球的边缘,以便更好地观察高层大气。

NOMAD实验由比利时皇家航天航空研究所领导,与西班牙(IAA-CSIC)、意大利(INAF-IAPS)和英国(开放大学)等团队合作。

科学价值

夜辉可以作为大气过程的示踪剂。它可以提供有关难以测量的大气区域的成分和动态以及氧气密度的丰富信息。它还可以揭示太阳光和太阳风(从我们的恒星发出的带电粒子流)如何沉积能量。

了解火星大气层的特性不仅具有科学意义,而且对于执行这颗红色星球表面的任务也至关重要。例如,大气密度直接影响轨道卫星和用于将探测器运送到火星表面的降落伞所受到的阻力。

夜光与极光

地球上也能观测到夜光,但不要将其与极光混淆。极光只是行星大气层亮起的一种方式。

当来自太阳的高能电子撞击高层大气时,火星和地球上都会产生极光。它们随空间和时间的不同而变化,而夜光则更加均匀。夜光和极光都可以呈现出多种颜色,具体取决于不同海拔高度的大气气体最丰富。

我们星球上的绿色夜光非常微弱,因此最好从“边缘”角度观察——正如宇航员在国际空间站拍摄的许多壮观图像中所描绘的那样。