歐空局藝術家對火星空氣輝光的印象。
在火星的高層大氣中，天文學家發現了一種他們已經探索了幾十年的現象:一種微弱的綠光，是由陽光和高層大氣中的氧氣相互作用造成的。
此前，這種輝光只在一個地方被探測到:地球上方的天空。它在火星大氣中的發現將有助於我們更好地理解在地球和其他地方驅動空氣輝光的過程。
「在地球上看到的最明亮的排放物之一來自夜光。更具體地說，是由發射特定波長的光的氧原子發出的，這種光在其他星球上從未見過，」比利時列日大學的天文學家讓-克洛德·熱拉爾說這篇新論文的第一作者描述了這一現象。
「然而，據預測，這種排放物在火星上已經存在了大約40年——多虧了[外火星追蹤氣體軌道器]，我們找到了它。」
地球的天空永遠不會完全黑暗，即使是在晚上，即使你提取了光汙染、星光和漫射陽光。大氣中的分子不斷經歷各種各樣的過程，這使得它們在一個波長範圍內微弱發光。
這種輝光與極光沒有什麼不同，因為它是由相同的粒子產生的——只是它要微弱得多，而且它背後的機制也不同。極光是由太陽風中的帶電粒子產生的，這些粒子電離了大氣中的原子，使它們在天空中形成舞動的光。
另一方面，空氣輝光是由陽光和大氣的相互作用引起的，大致分為兩類。夜天光在那裡；這發生在白天被太陽輻射分裂的原子重組時，以光子的形式釋放出多餘的能量。夜天光以前在這兩個地方都被觀察過維納斯和火星，以及地球。
天文學家現在在火星大氣中觀察到的是日輝——一種很難探測到的現象，因為它微弱的存在被光天化日掩蓋了。
在地球上，當大氣中的分子吸收太陽光時就會發生這種現象，這給了它們額外的能量，它們以輻射的形式發出，其頻率與最初吸收的輻射頻率相同或略低。
在國際空間站拍攝的地球圖像中，當相機越過大氣層頂部而不是直接向下看時，空氣輝光更加明顯。
在紅色星球上，這樣的日光預測於1979年但是火星軌道飛行器直接面對火星表面，直到現在都沒能探測到它。
因此，從國際空間站的學習中，該小組重新定位了火星探測的天底和掩星(NOMAD)儀器，從它的位置直接向下看火星，到越過大氣層看向火星地平線。從這個位置，他們在20至400公裡(12至250英裡)的高度範圍內對火星大氣進行了一系列觀測。
當他們分析數據時，他們在所有白天的觀測中發現了可見光和紫外線波長的綠色發射。
「在大約80公裡的高度，輻射最強，並且隨著火星和太陽之間距離的變化而變化。」安·葉小乖·范代爾解釋了行星氣動學比利時皇家航空航天研究所。
當研究小組模擬輻射背後的過程時，他們發現它是由與地球上的空氣輝光非常相似的過程產生的。當太陽輻射到達火星大氣層時，它將二氧化碳分解成一氧化碳和氧氣。是氧原子造成了綠光。
但是也有一些有趣的事情。發射的可見光波長比紫外線波長強16.5倍。
「在火星上的觀察結果與先前的理論模型一致，但與我們在地球周圍發現的實際發光情況不一致，在地球周圍，可見輻射要弱得多，」熱拉爾德說。
「這表明我們對氧原子的行為有更多的了解，這對我們理解原子和量子物理非常重要。」
該小組指出，這種差異可能是進行地球觀測的儀器校準方式的問題。顯然，最好的辦法是進行更多的科學研究。
這項研究發表於自然天文學。