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歐洲和俄羅斯的火星探測器傳回消息:火星的大氣層變綠了……

本月中旬,《自然天文學》雜誌發表文章,歐空局和俄羅斯合作研製的火星微量氣體探測器在火星軌道上觀察到火星大氣層變成了綠色。

在地球附近的太空中,有時能看見綠色的大氣層邊緣,這是來自太陽的太陽風異塵餘生與大氣層的氣體相互作用,產生奇妙的光影景象;不僅是極光,還有恆定的綠色光芒,大氣中的氧分子、氮與羥基離子在數百公里的高度上與宇宙射線、陽光作用下可以產生氣輝,有藍色的,也有綠色的。

氣輝中最亮光的來自氧原子,這些原子會發出特徵性的綠色異塵餘生,也是北極光大多是綠色的原因。

不過讓科學家納悶的是,在其他行星上一直沒看到。推斷是因為從這些行星的表面反射光掩蓋了這些大氣層邊緣的氣輝。

過去科學家們一直推測火星會出現氣輝,已經找了數十年。直到歐空局和俄羅斯共研的微量氣體探測器最近終於看見了這抹“幸福色”,火星大氣的上層與太陽異塵餘生反應,變成了綠色。

科學家之所以熱衷於找火星的綠色氣輝,是因為這些觀測結果很有意義,這些光化學反應產生的景象可以揭示火星大氣組成和大氣動力學的大量信息,幫助天文學家了解太陽如何將能量以太陽光的形式、以太陽風的形式傳導到火星上。

通過破譯火星大氣層中氣輝的結構和行為特點,科學家們還將能夠了解火星數百公里高的稀薄大氣在太陽活動時,會因太陽風產生什麽樣的變化。

發現火星綠色氣輝的探測器在2016年發射,主要是為了解火星大氣中甲烷和其他氣體分布,因為這類氣體可能是生物或地質活動的證據,這顆在太空中,本來還有個地面的火星車ExoMars準備在今年發射去配合它,共同調查火星有沒有生物的存在痕跡,卻因為歐洲疫情影響放了鴿子。

歐洲和俄羅斯的科學家為它安裝了兩台紅外和一台紫外光譜儀,掃描火星表面上方20km至400 km高度的大氣,每環繞一圈掃描兩次。最近從這顆探測器傳回數據中,發現這些氧氣發生光化學反應時釋放的綠色光芒;大約在80公里的高度釋放量最大,並且會根據火星公轉時,地表到太陽距離的變化而變化。

科學家對火星大氣進行建模,發現這些綠色氣輝主要是二氧化碳的在反應中分解成一氧化碳和氧氣,產生的氧原子在可見光和紫外光的激發下發光,這次在火星上觀測到的氣輝和先前的理論模型一致。

不過和地球周圍的綠色氣輝相比,火星在可見光下產生的氣輝就要弱得多,所以過去的火星探測器沒有觀察到。科學家希望通過大氣層的氣輝更多地了解氧原子的特性,對於了解原子和量子物理學非常有意義。(圖片來自網絡,如侵刪)

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