冬季期間火星極地地區發射的光的光譜分布(黑色)。紫色曲線對應於金星陰麵大氣中分子氧的當量排放量。信用:uux.cn/歐空局
（神秘的地球uux.cn）據列日大學：由列日大學(BE)行星和大氣物理實驗室(LPAP)的研究人員領導的一個科學小組剛剛利用歐洲航天局(ESA)的Trace Gas Orbiter (TGO)衛星上的using諾曼德儀器首次觀測到了火星夜空中的亮光。
該儀器是在位於烏科爾的皇家空間高層大氣科學研究所開發的NOMAD光譜儀套件的一部分，並在列日航天中心進行了測試和校準。它於2008年被插入高度為400公裏的圓形火星軌道。
最初設計用於繪製地球周圍紫外線臭氧層的地圖，UVIS-諾曼覆蓋了從近紫外線到紅色的光譜範圍。為此，該儀器通常朝向行星的中心，並觀察行星表麵和大氣層反射的太陽光。
ULiège的行星學家Jean-Claude Gérard解釋說:“根據我們實驗室的提議，該儀器朝向行星的邊緣，以便從邊緣觀察其大氣。”“早在2020年，我們已經能夠探測到40至150公裏高度的綠色排放物的存在，這些排放物在火星日期間出現。這是由於大氣的主要成分二氧化碳分子被太陽紫外線輻射分解所致。”
氧原子的漫長旅程
TGO衛星在夜間觀測大氣層時，剛剛在40至70公裏的高度探測到一個新的排放物。
LPAP大學的研究員Lauriane Soret解釋說:“這種排放是由於夏季大氣中產生的氧原子重組，並被風帶到冬季高緯度地區。”“在那裏，原子與二氧化碳接觸後重組，重新形成處於激發態的氧氣分子，該分子鬆弛並發出可見光。”
這種光發射集中在南北兩極地區，那裏的氧原子匯聚在來自對側半球的巨大軌道的向下分支。在可見光範圍內，發射的強度很高。這一過程似乎每半個火星年逆轉一次，光度隨後會改變半球。
同一團隊利用金星快車衛星的圖像分析了金星上類似的發射。在金星上，原子從陽光照射的一側移動到黑暗的一側，在那裏它們發出和火星上一樣的光。
LPAP的研究人員在這些觀察中發揮了關鍵作用。在強調了行星白天周圍存在一層綠光之後，他們確定了夜間的發射。
“這項研究將在TGO任務期間繼續進行，並將為我們提供有關火星上層大氣動力學及其在火星一年中的變化的寶貴信息，”Lauriane Soret繼續說道。“我們注意到，UVIS在同一地區也觀測到了另一種由一氧化氮(NO)分子引起的紫外輻射。比較這兩種排放將使我們能夠完善診斷並確定相關的過程。”
當氧原子和氮原子重組時，NO分子也會發光。正如來自O2分子的輻射一樣，原子在陽光中形成，被風輸送到另一個半球，並在極地向下運動期間重新結合。
Jean-Claude Gérard說:“這些新的觀察結果對於未來的紅色星球之旅來說是出乎意料和有趣的。“極地地區的夜光如此強烈，以至於火星軌道上簡單而相對便宜的儀器就可以測繪和監測大氣流動。未來的歐空局任務可以攜帶一台照相機進行全球成像。此外，輻射強度足夠大，未來在軌道上或從火星地麵上的宇航員可以在極地夜晚觀察到。”
LPAP的研究員Benoit Hubert總結道，“對這些排放物的遙感是探測40到80公裏之間火星上層大氣的組成和動態的一個極好的工具。利用衛星直接測量成分的方法無法到達這一地區。"
這項研究發表在《自然天文學》上。

(责任编辑：孫毓敏)