大家都想過移民外星的生活嗎?今天的發現讓我們離這個夢想又近了一步。
ESA(歐洲航天局)的ExoMars微量氣體軌道飛行器在火星大氣層中檢測到發光的綠色氧氣-這是首次在地球以外的行星附近看到這種排放。
火星極光
在地球上,極星極光期間,來自行星空間的高能電子撞擊高層大氣時會產生發光的氧氣。這種由氧氣驅動的光為極光提供了美麗而獨特的綠色色調。
然而極光只是行星大氣發光的一種方式。隨著陽光與大氣中的原子和分子相互作用,包括地球和火星在內的行星的大氣層在白天和黑夜都不斷發光。白天和黑夜的發光是略有不同的機制引起的:黑夜是在相互分離的分子複合時發生的,而白天則是在太陽的光直接激發原子和分子(例如氮和氧)時產生的。
在地球上,綠色的夜光非常微弱,因此最好從「邊緣」角度觀看-如國際空間站(ISS)上太空人拍攝的許多壯觀圖像所描繪的那樣。當在其他行星上搜尋時,這種昏暗可能是一個問題,因為它們的明亮表面會淹沒它。
火星極光
自2016年10月以來一直在火星上運行的ExoMars微量氣體軌道儀(TGO)首次在火星上檢測到這種綠色發光。
地球上看到的最亮的排放物之一是夜光。更具體地說,是從氧原子發出的特定波長的光發出的光,這一光在另一個行星周圍是從未見過的。據預測這種排放物在火星上存在了大約40年了。
在2019年4月24日至12月1日之間,科研人員對距火星表面20至400公裡的每個軌道進行兩次掃描。當分析這些數據集時,他們發現了所有數據集中的綠色氧氣排放。在80公裡左右的高度,這種輻射最強,並且根據火星和太陽之間不斷變化的距離而變化。
研究行星大氣的輝光可以提供有關大氣的組成和動力學的大量信息,並揭示太陽光和太陽風(我們恆星發出的帶電粒子流)如何沉積能量。為了更好地了解火星上的綠色光芒,並將其與我們在自己星球上看到的光芒進行比較,
對這種排放進行了建模,發現它主要以二氧化碳或CO 2的形式分解成其組成部分:一氧化碳和氧氣,我們看到了產生的氧原子在可見光和紫外光下都發光。同時比較這兩種輻射,可見光的發射強度是紫外線的16.5倍。
通過破譯火星大氣層這層綠色發光層的結構和行為,科學家可以洞悉很大程度上尚未探索的高度範圍,並監視其隨著太陽活動變化以及火星沿著其繞著恆星的軌道行進而如何變化。
了解火星大氣的特性可以讓我們了知道大氣密度是如何直接影響軌道衛星和用於將探測器傳送到火星表面的降落傘所經歷的阻力。
這種類型的遙感觀測,再加上在更高海拔的原位測量,可以幫助我們預測火星大氣將如何響應季節變化和太陽活動變化,預測大氣密度的變化對於即將執行的任務尤其重要。