人們第一次看到火星夜空變成了綠色，這令人震驚

以人眼可見的波長發(fā)出柔和光芒的極光已被捕獲火星這是第一次，而且只有機(jī)器人能現(xiàn)場看到它。

于 2024 年 3 月 18 日，當(dāng)杰澤羅隕石坑上空的夜空變成微弱而明亮的綠色時，毅力號火星車睜著眼睛坐著，準(zhǔn)備好了。它記錄的內(nèi)容為研究火星開辟了新的方法。盡管眾所周知火星有各種極光，但我們看到的所有其他極光都是不可見的紫外線色調(diào)。

“極光是太陽如何影響行星的可見表現(xiàn)。確認(rèn)火星上可見極光的存在為我們研究這些過程開辟了新的方法，希望更簡單、更便宜，“奧斯陸大學(xué)的物理學(xué)家 Elise Wright Knutsen 向 ScienceAlert 解釋說。

“到目前為止，我們只報告了對這種綠色發(fā)射的首次探測，但對極光的觀測可以告訴我們很多關(guān)于太陽粒子如何與火星磁層和高層大氣相互作用的信息?！?/p>

太陽系中的每顆行星都有自己的自己的極光類型，但火星上的極光真的很有趣。極光是行星外粒子和行星粒子（通常是大氣層、但并非總是如此），由磁場介導(dǎo)。

粒子（通常來自太陽、但并非總是如此）被磁場引導(dǎo)向行星（通常是兩極，但并非總是如此），它們與其他材料碰撞，敲擊電子并在取決于條件的波長中產(chǎn)生輝光。

火星的大氣層非常稀薄，大約是地球密度的 2%。此外，這顆紅色星球充其量只有一個斑駁而無力磁場僅圍繞某些局部區(qū)域，地殼中的磁化礦物保留了火星曾經(jīng)擁有的磁場殘余物。它與保護(hù)地球的光輝的磁層氣泡完全不同。

然而，這些局部磁場斑塊足以進(jìn)行極光活動。當(dāng)太陽風(fēng)吹向正確的方向時，大氣層在這些磁性貼片附近在紫外線波長下發(fā)光。通過研究這些紫外線極光，Knutsen 和她的同事意識到火星大氣中的活動比我們看到的要多。

“我們在火星上觀察極光已經(jīng)有 20 年了，但都是在紫外線波長下。根據(jù)電子躍遷回的能級，我們得到不同波長/顏色的極光發(fā)射，“Knutsen 解釋說。

“當(dāng)我們看到特定波長時，我們可以使用量子力學(xué)來確定該躍遷是否與任何其他躍遷共享一個高態(tài)。如果是這樣，那么我們知道其他波長的極光也應(yīng)該存在，即使我們沒有直接觀測它們。因此，對原子氧躍遷的特定紫外線發(fā)射（297 納米）的觀察使我們相信也應(yīng)該存在綠光發(fā)射。

受到發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)，Knutsen 和她的同事們開始尋找光明。不過，這并不是一件簡單的事情?；鹦巧系拇蠖鄶?shù)可見光儀器都是為白天進(jìn)行觀測而設(shè)計的，而不是為了在夜空中尋找真正微弱的光芒。

此外，火星上的極光比地球上的極光暗得多。嘗試捕捉 A 的最佳時間是在特別高能量的太陽爆發(fā)之后，例如日冕物質(zhì)拋射。這意味著您需要準(zhǔn)備好快速行動?；鹦切l(wèi)星不是為這種自發(fā)性而設(shè)計的。

然而，對于 2024 年 3 月 15 日的日冕物質(zhì)拋射，所有部分都到位了。毅力號擁有能夠探測研究人員正在尋找的光線的儀器——以及一個掌舵的科學(xué)家團(tuán)隊，他們隨時準(zhǔn)備并愿意進(jìn)行調(diào)整以獲得必要的觀測。

因此，在一次巨大的噴發(fā)導(dǎo)致數(shù)十億噸帶電粒子離開太陽幾天后，研究人員記錄了他們正在尋找的東西：火星夜空中 557.7 納米波長的過量光——電離氧的可見光。

因為這是火星，所以景象不是我們在地球上看到的。

“火星上的綠色極光與地球上的綠色極光顏色完全相同，但看起來仍然完全不同，”克努森說?！拔覀兞?xí)慣于看到形狀獨特、結(jié)構(gòu)非常有序的絲帶。然而，火星上的綠色極光或多或少是完全均勻的。整個天空向各個方向發(fā)出綠色的光芒，無論你是站在赤道上還是更靠近兩極。

雖然，她補(bǔ)充說，即使我們是站在火星上，自人眼在昏暗的光線下無法很好地辨別顏色.了解第一批火星探險者最終到達(dá)那里時的經(jīng)歷會很有趣。

這次探測是該團(tuán)隊第四次嘗試使用毅力號捕捉這種現(xiàn)象，因此似乎還有其他一些因素在影響太陽打噴嚏是否會在火星上產(chǎn)生可見的極光。該團(tuán)隊計劃嘗試捕捉更多極光，以弄清楚極光在火星上是如何發(fā)生的，并查看可能出現(xiàn)的一些模式。

“我對這一發(fā)現(xiàn)開啟的進(jìn)一步研究感到非常興奮，我對弄清楚哪些類型的太陽風(fēng)暴導(dǎo)致這個極光等等，“克努森說?！岸遥胂筮@顆紅色星球發(fā)出綠色光芒真是太有趣了！”

該研究已發(fā)表在科學(xué)進(jìn)展.

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