MAVEN号发回图片显示氢原子正成群结队逃离火星

MAVEN紫外光谱成像仪拍摄的火星大气中的碳、氧和氢元素图像。

美国航天局（NASA）火星大气与挥发演化（MAVEN）航天器发回了它的第一张图，显示火星正处在一个被侵蚀的过程中：氢原子正“成群结队”地从红色行星上离开，逃逸到深太空去。

据自然、每日科学等网站10月15日（北京时间）报道，最新发布的图像由MAVEN携带的紫外光谱成像仪（IUVS）在椭圆轨道上距火星较远处拍摄，为科学家提供了首张高能太阳粒子风暴图，显示了火星大气中稀薄的氧气、氢气和碳元素包围着火星，并合成了星冕下大气高度变动区的综合图像。

太阳高能粒子（SEPs）是太阳耀斑或日冕物质喷射（CME）时喷出的高速粒子流。科学家认为，SEPs是造成火星大气损失的一个可能机制。据NASA卫星观测，9月26日爆发的太阳耀斑产生的CME在9月29日到达火星。火星上层大气边缘是一层稀薄的氢氧冕，是大气和太空的边界。在这一区域，二氧化碳或水分子分解为原子，逃逸到太空中。这些分子控制着气候，跟踪它们就能帮助理解火星过去40亿年的历史，追溯它是如何从温暖湿润变成寒冷干燥的。

加利福尼亚大学伯克利分校空间科学实验室SEP仪器主管戴文·拉森说：“高能粒子经过星际空间后，把它们的能量注入火星上层大气。像这种典型的SEP事件每两周就会发生一次。在所有仪器打开后，我们还希望能跟踪上层大气对它们的反应。”

该任务主要研究员、科罗拉多大学博尔德分校行星科学家布鲁斯·雅可斯基说，这是首张能清晰看到关键元素怎样从火星大气中逐渐逃逸的图像。

MAVEN遥感小组成员、科罗拉多大学博尔德分校的麦克·查芬说，图像显示氢气正在“成群结队”地离开火星大气，到达10倍于火星半径的地方进入太空。氢原子由火星上层大气的水蒸气分解产生，由于氢气比氧气轻，逸入太空相对更容易。“这样就有效地从火星大气中除掉水分。”

氧气和碳原子也聚集在离火星较近的地方，也在逃离火星。在大气深处，氧气形成臭氧分子，堆积在火星南极附近。MAVEN遥感小组成员、科罗拉多大学贾斯汀·戴恩说：“在火星上，紫外光照射水蒸气产生的副产品很容易破坏臭氧。跟踪臭氧就能跟踪火星大气中发生的光化学反应。在MAVEN的主要科学任务中，我们将更完整详细地探索这一点。”

MAVEN于2013年11月发射，今年9月21日入轨，轨道周期35小时。任务目标是帮助解开火星大气失水之谜。在MAVEN开始它的主要科学任务之前，大约要进行两周的仪器矫正与测试。自照片拍摄以来，MAVEN的轨道缩小，现在每4.6小时绕火星一周。这让它能更详细地查看挥发性物质是怎样从大气中逃逸的，但要看它们能否逃得更远则变得更困难。

此外，“赛丁泉”彗星将于10月19日划过火星，MAVEN在本周末将把“目光”从火星转向彗星拍摄。彗星经过后，MAVEN还会对火星大气再进行几天的拍摄。当彗星抵达火星最近点时，MAVEN会像其他航天器一样躲到火星后面去，以免受彗星尘伤害，彗星尘的速度高达56公里/秒。（来源：科技日报 记者 常丽君）

总编辑圈点

大气中的氢原子是行星上有大量水、甚至生命存在的重要指标，通过观测氢原子，我们得出了火星曾温暖湿润的结论。但研究表明，由于超过总量半数的火星水流失到了宇宙空间，让其成为红色的不毛之地。本观测结果，再次以氢原子作为突破口，来解开火星大气光化学反应的秘密，寻找其水分流失的原因。当然，MAVEN到达火星不满一月，还有为期一年的任务，有望增强我们对火星的大气改变，及其与地表变化、宜居性演变等关系的认知。