火星稀薄的大氣孕育了神秘的發光

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「火星大氣和揮發物質進化」探測器（MAVEN）在對火星展開全面探測的過程中發現了一個神秘現象，火星會呈現螺旋狀的出現全球性發光現象，這可著實讓科學家們「糾結」了一把。

MAVEN探測器拍攝到的火星南極極紫外光氣輝

來自美國科羅拉多大學大氣和空間物理研究所的尼克·施耐德表示：「出現在火星南極和整個半球的螺旋形發光主要是由極紫外光造成的，它們確實可以讓火星發光這我們是知道的，但是形成這樣的螺旋狀就很奇怪了」。

類似這樣的大氣發光現象在地球上也有，就是我們平時說的氣輝，白天，受到太陽照射的高層大氣會分解成氣體原子態，而在夜間，這些原子又會重新組合在一起，這一過程伴隨著微弱的發光。在地球上，氣輝看起來和極光有點類似，但是在火星上，由於氣輝發出的光集中在極紫外波段，人的眼睛是看不到它們的。

MAVEN探測器已經觀測火星的氣輝現象有數年之久了，只不過這種螺旋狀的形狀卻是首次看到的。施耐德稱它們為『尤裡卡時刻』（有靈光乍現的意思）：「我們嘗試在實驗室中通過球形內投影技術來實現這種形狀的發光，這也是我們頭一次通過極坐標來實現極紫外波段的發光，最終螺旋形的炸裂效果真的讓我們都很吃驚。

火星大氣白天日照後在夜晚發生氣輝的原理

對於火星來說，南極的螺旋發光只是「水面上的冰山」，整個火星都被這種有脈動的氣輝所包圍，在火星北極上方，有一個位置點每天會產生兩次光脈衝，而在赤道周圍這樣的點還有三個，它們每天則要脈衝三次。只有南極的這個是每天脈動一次並且是螺旋形的。

為了搞清楚這一切，施耐德和同事們構建了一個火星大氣的大氣環流模型（GCM），他們通過這個模型模擬運行火星的大氣運動，實際上地球上的天氣一樣可以通過這個模型來模擬，它的火星版本可以用來預算火星上太陽輻射加熱、風、大氣化學以及雲的形成等。

光譜分析洞悉火星氣輝的周期性謎題

計算結果表明，火星上的氣輝源自大氣的「潮汐」運動，隨著火星的自轉，受太陽的引力作用，火星的大氣自然而然的出現了周期性的變化，如同鬧鐘般每日準時的三次變化，這就解釋了火星赤道氣輝周期性變化出現的原因。

「但是，我們仍然無法解釋出現在火星南極周圍的螺旋形氣輝」施耐德很困擾的說，也許，在未來更多的MAVEN的監測數據可以幫助人們解開這個謎。