NASA的MAVEN航天器在火星的夜空中观察到奇怪的发光和脉冲

这是火星大气中紫外线“夜光”的图像。绿色和白色的假色代表紫外线的强度，白色是最亮的。利用美国宇航局MAVEN航天器上的“成像紫外线光谱仪”仪器，在约70公里（约40英里）的高度测量了夜光。数字化地添加了火星地球的模拟视图作为背景。该图像显示了火星的夜间气氛强烈增亮。在秋季和冬季，火星晚上在日落之后会定期增亮，到午夜时分逐渐消失。增亮是由增加的向下风引起的，向下风增强了化学反应，产生一氧化氮，从而引起辉光。

根据NASA的MAVEN航天器的图像，火星夜空的广大区域在紫外线的作用下产生脉动。结果被用于阐明火星大气中复杂的循环模式。

MAVEN小组惊讶地发现，只有在火星的春季和秋季期间，每晚的空气脉动正好是3次。新数据还揭示了冬季极地上的意外波浪和螺旋形，同时也确认了火星快车航天器的结果，即该夜光在冬季极地地区最亮。

火星的夜间气氛在MAVEN太空船的观测数据动画中发光并脉动。绿色到白色的假色显示了由MAVEN的成像紫外线光谱仪在约70公里（约40英里）的高度测得的火星紫外线“夜光”变亮。数字化地添加了火星地球的模拟视图以供参考，两极处可见冰盖。一次火星旋转会发生三场夜光照亮，第一个比其他两次更亮。所有这三种增亮都在日落之后不久发生，出现在该行星夜侧视图的左侧。脉动是由向下的风引起的，向下的风会增强化学反应，生成一氧化氮，从而引起辉光。平均数月的数据可识别这些模式，表明它们每晚重复进行。

科罗拉多大学大气与空间物理实验室（LASP）的尼克·施耐德说：“ MAVEN的图像提供了我们对火星中层大气运动的第一份全球见解，火星中层大气是气流在最低层和最高层之间输送气体的关键区域。” ，科罗拉多州博尔德。在垂直风将气体向下输送到密度较高的区域时，会发生变亮现象，从而加快了产生一氧化氮并为紫外线发光提供动力的化学反应的速度。Schneider是进行这些观察的MAVEN成像紫外光谱仪（IUVS）仪器的仪器负责人，也是该研究论文的主要作者，该论文发表于2020年8月5日的《地球物理研究杂志》，《空间物理学》上。紫外线对于人眼是不可见的，但是可以通过专用仪器检测到。

该图说明了火星夜空发光的原因。在火星的白天，分子被高能的太阳光子撕裂。整体循环模式将原子碎片带到了晚上，向下的风增加了原子重整分子的反应速率。向下的风在某些季节出现在极点附近，而在其他季节则发生在赤道区域。这些新分子拥有额外的能量，它们会以紫外线的形式发出。

扎克·米尔比（Zac Milby）说：“紫外线辐射主要来自约70公里（约40英里）的高度，最亮的地方约有1000公里（约600英里），并且在紫外线下的亮度与地球的北极光一样高。” ，也属于LASP。“不幸的是，火星大气层的构成意味着这些亮点不会发出可见波长的光，从而不会被未来的火星宇航员看到。太糟糕了：日落之后的每晚，明亮的斑块会加剧头顶，并以每小时300公里（每小时约180英里）的速度飘过天空。”

脉动揭示了火星大气层中行星环绕波的重要性。海浪的数量及其速度表明，火星的中层大气受日照模式的影响以及火星巨大火山山脉地形的干扰。这些脉动斑是最清楚的证据，表明中间的大气波与已知的主导上，下两层的波相匹配。

“ MAVEN在大气损失和气候变化方面的主要发现表明了这些巨大的循环模式的重要性，这些循环模式将大气气体传输到全球各地，从地表到太空边缘。”也是LASP的Sonal Jain说。

这是南极火星大气中紫外线“夜光”的图像。绿色和白色的假色代表紫外线的强度，白色是最亮的。利用美国宇航局MAVEN航天器上的“成像紫外线光谱仪”仪器，在约70公里（约40英里）的高度测量了夜光。数字化地添加了火星地球的模拟视图作为背景，图像中心的淡淡白色区域是极地冰盖。该图像显示了火星夜间气氛中出乎意料的明亮螺旋发光。螺旋图案的原因尚不清楚。

接下来，该团队计划使用IUVS拍摄的，正好位于行星边缘上方的数据，从侧面而不是从上方向下观察夜光。这种新的视角将被用来更准确地理解垂直风和季节变化。

SPICAM仪器首次在欧洲航天局的“火星快车”航天器上观测到了火星的夜光。但是，IUVS是一种下一代仪器，能够更好地反复绘制夜光，发现模式和周期性行为。包括地球在内的许多行星都有夜光，但是“ MAVEN”是第一个任务，它收集了另一颗行星的夜光的如此多的图像。

参考：N. M. Schneider，Z。Milby，S。K. Jain，F。González-Galindo，E。Royer，J.C。“通过MAVEN / IUVS夜辉观测对火星循环模式和大气潮的成像”。杰拉德（Gérard），斯蒂芬（A.Stiepen），迪安（J.Deighan），斯图尔特（I.F.
10.1029 / 2019JA027318

这项研究是由MAVEN任务资助的。MAVEN的主要研究人员位于科罗拉多大学博尔德分校的大气和空间物理实验室，而NASA戈达德负责管理MAVEN项目。美国国家航空航天局（NASA）正在探索我们的太阳系以及更远的地方，通过我们强大的太空和地面任务车队，探索远近的世界，恒星和宇宙之谜。