火星探测器揭秘：迷你闪电现象引发热议

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作者：威尔·邓汉

华盛顿（路透社）- NASA的“毅力号”探测器获得了火星大气电活动的证据，检测到电放电现象——一位科学家称之为“迷你闪电”——这些现象通常与一种叫做尘旋的旋风有关，尘旋会定期在火星表面出现。

这辆六轮探测车自2021年起在火星北半球的杰泽罗陨石坑进行探索，研究人员表示，它通过超级相机遥感仪器录制的音频和电磁记录捕捉到了这些电放电现象。

这是首次在稀薄的火星大气中记录到电活动。

法国天体物理与行星研究所的行星科学家巴普蒂斯特·希德（Baptiste Chide）说：“这些放电现象是一次重大发现，直接影响火星的大气化学、气候、宜居性以及未来的机器人和人类探索。”他是这项研究的主要作者，研究结果于周三发表在《自然》杂志上。

“这些放电所需的电荷可能会影响火星上的尘埃运输，这一过程对火星的气候至关重要，但仍然不够清楚。此外，这些静电放电可能对当前机器人任务的电子设备构成风险——甚至可能对未来去探索红色星球的宇航员造成危险，”Chide说。

研究人员分析了探测器在两个火星年间录制的28小时麦克风录音，检测到55次电放电现象，通常与尘旋和尘暴的前沿有关。

“我们没有按照常见定义检测到闪电。它是一个小火花，可能只有几毫米长，听起来像是火花或鞭子抽打的声音，其实并不是闪电，”约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家及研究合著者Ralph Lorenz说。

在“毅力号”与尘旋的两次近距离接触中，记录到了16次电放电现象。

另一项于十月发布的研究记录了尘卷是火星上干燥多尘的常见现象，两艘轨道飞行器检测到这些尘卷的风速达到约每小时98英里（158公里），将尘埃卷入大气中。

尘卷的内部动力学引发了电放电。

“我会把它称作‘迷你闪电’，”Chide说。“这种现象是由于微小的尘埃颗粒在空气中相互摩擦造成的，这会积累电子，然后以几厘米长的电弧释放电荷，并伴有可听的冲击波。”

这种现象称为摩擦电。

“想象一个阳光明媚、干燥的日子，当你走在地毯或橡胶表面上，并将手靠近门把手时。你可能产生的小火花，以及你因此而体验到的，就是我们在“毅力号”上用超级相机（SuperCam）探测到的同种静电放电，”法国研究机构CNRS和研究实验室LATMOS的行星科学家和研究的共同作者弗朗克·蒙梅辛（Franck Montmessin）说道。

火星大气中的电活动早就被怀疑存在了。

“我们观察到的结果是因为使用了极其敏感的仪器进行了长时间的观察，这样我们就能探测到非常微小的放电，能量大约相当于汽车点火的能量，”洛伦茨（Lorenz）说道。

火星与地球、土星和木星一起被认定为具有大气电活动的行星。虽然这些还没有被记录，但我们太阳系中的其他星球也可能具备这种特征，比如金星、天王星，还有土星的卫星泰坦。

“火星的气候看起来非常适合电离现象：充满尘埃，干燥且动荡，”Chide说。“在地球的沙漠中，尘埃和沙子的电离现象有着充分的文献记录，但这很少导致真正的电放电。然而，在火星上，稀薄的二氧化碳环境使这种现象更有可能，因为产生火花所需的电荷量比地球低得多。”

SuperCam在2021年首次记录了火星的声音，就在‘毅力号’着陆后不久。

“从那时起，它每天都被用来监听气氛，编制了超过30小时的火星声音播放列表：风的呼啸声，(探测器部署的)直升机‘创意号’的旋翼声，还有现在的新曲目：静电放电，”Chide说。

(报道：Will Dunham；编辑：Daniel Wallis)