在火星夜晚首次探测到可见光范围内的发光

　　冬季期间火星极地地区发射的光的光谱分布(黑色)。紫色曲线对应于金星阴面大气中分子氧的当量排放量。信用:uux.cn/欧空局

　　据列日大学：由列日大学(BE)行星和大气物理实验室(LPAP)的研究人员领导的一个科学小组刚刚利用欧洲航天局(ESA)的Trace Gas Orbiter (TGO)卫星上的using诺曼德仪器首次观测到了火星夜空中的亮光。

　　该仪器是在位于乌科尔的皇家空间高层大气科学研究所开发的NOMAD光谱仪套件的一部分，并在列日航天中心进行了测试和校准。它于2008年被插入高度为400公里的圆形火星轨道。

　　最初设计用于绘制地球周围紫外线臭氧层的地图，UVIS-诺曼覆盖了从近紫外线到红色的光谱范围。为此，该仪器通常朝向行星的中心，并观察行星表面和大气层反射的太阳光。

　　ULiège的行星学家Jean-Claude Gérard解释说:“根据我们实验室的提议，该仪器朝向行星的边缘，以便从边缘观察其大气。”“早在2020年，我们已经能够探测到40至150公里高度的绿色排放物的存在，这些排放物在火星日期间出现。这是由于大气的主要成分二氧化碳分子被太阳紫外线辐射分解所致。”

　　氧原子的漫长旅程

　　TGO卫星在夜间观测大气层时，刚刚在40至70公里的高度探测到一个新的排放物。

　　LPAP大学的研究员Lauriane Soret解释说:“这种排放是由于夏季大气中产生的氧原子重组，并被风带到冬季高纬度地区。”“在那里，原子与二氧化碳接触后重组，重新形成处于激发态的氧气分子，该分子松弛并发出可见光。”

　　这种光发射集中在南北两极地区，那里的氧原子汇聚在来自对侧半球的巨大轨道的向下分支。在可见光范围内，发射的强度很高。这一过程似乎每半个火星年逆转一次，光度随后会改变半球。

　　同一团队利用金星快车卫星的图像分析了金星上类似的发射。在金星上，原子从阳光照射的一侧移动到黑暗的一侧，在那里它们发出和火星上一样的光。

　　LPAP的研究人员在这些观察中发挥了关键作用。在强调了行星白天周围存在一层绿光之后，他们确定了夜间的发射。

　　“这项研究将在TGO任务期间继续进行，并将为我们提供有关火星上层大气动力学及其在火星一年中的变化的宝贵信息，”Lauriane Soret继续说道。“我们注意到，UVIS在同一地区也观测到了另一种由一氧化氮(NO)分子引起的紫外辐射。比较这两种排放将使我们能够完善诊断并确定相关的过程。”

　　当氧原子和氮原子重组时，NO分子也会发光。正如来自O2分子的辐射一样，原子在阳光中形成，被风输送到另一个半球，并在极地向下运动期间重新结合。

　　Jean-Claude Gérard说:“这些新的观察结果对于未来的红色星球之旅来说是出乎意料和有趣的。“极地地区的夜光如此强烈，以至于火星轨道上简单而相对便宜的仪器就可以测绘和监测大气流动。未来的欧空局任务可以携带一台照相机进行全球成像。此外，辐射强度足够大，未来在轨道上或从火星地面上的宇航员可以在极地夜晚观察到。”

　　LPAP的研究员Benoit Hubert总结道，“对这些排放物的遥感是探测40到80公里之间火星上层大气的组成和动态的一个极好的工具。利用卫星直接测量成分的方法无法到达这一地区。"

　　这项研究发表在《自然天文学》上。