人类首次在火星大气中看到绿色辉光！这是什么讯息吗？

一项新的研究报告称，欧洲航天局的跟踪气体轨道飞行器（TGO）在火星稀薄的大气层中发现了一种翡翠辉光，这是首次在地球以外的世界发现这种现象。

发现者来自欧洲航天局（European Space Agency）的ExoMars追踪气体轨道器。这一辐射被发现在火星的白天，类似于从太空中看到的围绕地球大气层的夜光。远远望去，火星的大气有着明显的绿色光芒，就像地球的一样。

相关专家表示，这种光一般是由于氧原子发射的特定波长的光，但是这种光目前只在地球上看到过，没错，你猜对了，它就是极光。然而，据预测，这一大气排放物将在火星上存在大约40年，此前在火星上从未发现，多亏了TGO，我们发现了它！

这张照片是国际空间站（ISS）上的宇航员拍摄的，在地球曲线上可以看到一条绿色的氧光带。从表面上看，北非部分地区是可见的，夜光沿着尼罗河及其三角洲闪烁。正如科学家所指出的，绿色排放是氧的特征。地球上高纬度地区的天文观测者可以看到这一现象，也就是极光（auroras）。

夜光和极光

极光是由太阳的带电粒子撞击大气层中的分子而产生的。但夜光是不同的，它是由太阳光与空气中的原子和分子的相互作用引起的，这种作用产生一种微妙但连续的光，因此也可以叫它“白昼辉光”。当分裂的分子重新结合时，就会产生夜光，而当太阳光直接激发原子和氮、氧等分子时，就会产生白光。即使在地球上，也很难看到这种辐射，观测者通常需要有一个角度上的边缘才能看清它，这就是为什么我们星球上绿色夜光的图像是由国际空间站（ISS）上的宇航员提供的。白昼辉光是这种持续发射的白天成分，更难被发现，它是由一个稍微不同的机制驱动的。这就是两者的区别。

据了解，科学家利用TGO的“火星发现的最低点和掩星”（NOMAD）仪器套件，包括紫外线和可见光光谱仪（UVIS），从去年4月到12月，以一种特殊的观测模式研究了这颗红色行星的空气。

科学家表示，先前的观测没有捕捉到火星上的任何绿色辉光，因此他们决定重新调整UVIS最低点通道的方向，使其方向指向火星的“边缘”，类似于从国际空间站拍摄的地球图像中看到的视角，结果令人意外！

研究小组扫描了火星大气在20到400公里之间的高度，他们发现绿色的氧气在所有的高度都发光，而在80公里的高空最强，并且随着红色行星与太阳的距离而变化。研究人员还进行了建模工作，以更好地了解是驱动发光的机制。这些计算表明，绿色光线主要是由占火星稀薄大气95%的二氧化碳分解成一氧化碳和氧气驱动的。TGO看到这些剥离的氧原子在可见光和紫外光下发光，可见光发射强度约为紫外光的16.5倍。

通过对比，科学家发现在火星上的观测结果与先前的理论模型一致，但与他们在地球周围发现的实际发光情况不一致，那里的可见光发射要弱得多。这意味着我们需要更多地了解氧原子的行为，这个现象对于我们理解原子和量子物理非常重要。

TGO从2016年10月开始绕火星飞行，这种类型的遥感观测，加上高海拔地区的原位测量，有助于我们预测火星大气将如何应对季节变化和太阳活动的变化。该轨道器是欧洲-俄罗斯两阶段的外火星计划的一部分，该计划在2022年向这颗红色星球发射一艘名为罗莎琳德富兰克林的寻命探测器。罗莎琳德富兰克林号原本计划在今年夏天升空，但由于飞船降落伞和其他系统的技术问题，导致任务错过了那个发射窗口。