在火星之夜首次检测到可见光范围内的辉光

由列日大学科学家领导的一个国际小组首次在可见光范围内观察到火星夜间一侧的辉光。这些新的观测结果使人们能够更好地了解这颗星球高层大气的动态及其全年的变化。

由列日大学(BE)行星和大气物理实验室(LPAP)研究人员领导的科学团队刚刚使用火星车上的 UVIS-NOMAD 仪器首次观测到了火星夜空中的灯光。欧洲航天局(ESA)的痕量气体轨道飞行器 (TGO) 卫星。该仪器是于克勒皇家航天航空研究所开发的 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。2008年，它被送入高度400公里的圆形火星轨道。

UVIS-NOMAD 最初设计用于绘制地球周围的紫外臭氧层图，涵盖从近紫外到红光的光谱范围。为此，仪器通常面向行星中心并观察行星表面和大气反射的阳光。列日大学行星学家Jean-Claude Gérard解释道：“根据我们实验室的建议，该仪器面向行星的边缘，以便从边缘观察其大气层。 ”早在 2020 年，我们就已经能够探测到在火星白天，海拔 40 至 150 公里之间存在绿色排放。这是由于大气主要成分CO 2分子在太阳紫外线辐射的作用下解离所致”。

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公里高度之间探测到了新的发射。LPAP 研究人员Lauriane Soret解释说：“这种排放是由于夏季大气中产生的氧原子重新结合，并被风吹向冬季高纬度地区。”在那里，原子与CO 2接触时重新结合，形成 O 2分子处于激发态，在可见光范围内弛豫并发射光”。这种光发射集中在南北两极地区，氧原子在来自相反半球的巨大轨迹的向下分支中汇聚。发射的强度很高，在可见光范围内。这个过程似乎每半个火星年*就会逆转一次，然后半球的光度就会发生变化。同一团队使用金星快车卫星的图像对金星上的类似发射进行了分析。在金星上，原子从阳光照射的一面移动到的一面，在那里它们发出与火星上相同的光芒。

列日大学的研究人员走在最前沿

LPAP 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后，他们确定了夜间发射。 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高层大气动态及其在火星年中变化的宝贵信息。”劳里安·索雷 (Lauriane Soret) 继续说道。我们注意到，由于UVIS 也在同一区域观察到一氧化氮 (NO) 分子。比较两种排放将使我们能够改进诊断并确定所涉及的过程。

当氧和氮原子重新结合时，NO 分子也会发光。与 O 2分子的辐射一样，原子在阳光下形成，通过风输送到另一个半球，并在极地向下运动期间重新组合。

这些新的观测对于未来前往这颗星球的旅程来说是意想不到的和有趣的，”让-克洛德·热拉尔兴奋地说。极地地区的夜光强度如此之大，使得火星轨道上简单且相对便宜的仪器可以绘制和监测大气流动。未来的欧空局任务可以携带一台用于全球成像的相机。此外，发射的强度足以让未来的轨道上或火星地面的宇航员在极夜期间观察到。