夜晚，看似平靜的火星 夜空竟暗藏玄機？

火星夜空，暗流湧動。

夜晚，火星天空在紫外線下閃爍發光

對這顆紅色星球的最新紫外線觀測突出了火星大氣中複雜的環流模式，包括肉眼看不見的怪異規則的夜光脈沖。這些脈沖和發光的大氣效應還沒有被完全理解，但它們的存在提醒我們火星的大氣層非常複雜。

紫外光下火星大氣層所展現出的“夜輝”。圖源：美國宇航局（NASA）/火星大氣和揮發性演化任務（MAVEN）/戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）/科羅拉多大學波德分校（CU）/科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室（LASP）

對這顆紅色星球的最新紫外線觀測展現了火星大氣中複雜的循環模式，包括肉眼無法看到的規律性夜光脈沖。

一項新的研究表明，透過紫外線能觀察到觀察火星大氣紛繁複雜的運行情況，但只能在某些季節的夜間進行。人們對於這些脈沖和發光的現象尚不完全理解，但它們的存在提醒著我們：火星上存在一個複雜的大氣系統。

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得益於美國宇航局火星大氣和揮發性演化任務（MAVEN）航天器上的紫外光譜成像儀(IUVS)，該研究才得以進行，最新成果已發表於《地球物理研究》以及《空間物理》雜志上。MAVEN航天器自2014年以來一直在火星軌道上運行。紫外光譜儀（UVS）為這顆紅色星球的觀測提供了一個全新視角，揭示了此前未被發現的火星大氣環流模式。

由科羅拉多大學大氣與空間物理實驗室(LASP)的尼克·施耐德領導的新論文分析了紫外光譜儀在火星上連續兩年的數據(在火星上一年約為地球上687天)。通過研究紫外線視角下的火星，研究人員能夠將火星大氣中全球範圍的風浪影響可視化。

施耐德（Schneider）在NASA的新聞稿中解釋道:“MAVEN的圖像讓我們首次對火星中層大氣的運動有了全面的了解，這一區域中的氣流攜帶著氣體在最低層與最高層之間運動，這一發現對於他們的研究十分重要。”

北極地區看到的“夜輝”，螺旋形狀的原因仍然是個謎。圖源：美國宇航局（NASA）/火星大氣和揮發性演化任務（MAVEN）/戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）/科羅拉多大學波德分校（CU）/科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室（LASP）

這些奇幻的現象被稱為大氣潮汐，形成於火星夜半球大氣中層（平流層和熱層之間的中間層）氮原子和氧原子的重組。通過在紫外光下觀察火星，科學家們能夠看見不同季節的風向變化，這些變化會影響大氣中的“夜輝”。研究表明，這些環繞行星的大氣潮汐也會受到太陽熱以及火星巨大火山造成的地形擾動影響。

事實上，火星上的火山山區會產生一些非常迷人的怪異現象，例如規律性出現在阿爾西亞蒙斯（Arsia Mons）上空的大規模細長雲（位於火星赤道附近，高約20公裏）。

“MAVEN對大氣流失和氣候變化的主要發現揭示了這些巨大的環流模式的重要性，這些循環將氣體從火星表面輸送到太空邊緣”，LASP科學家兼研究合著作者索納爾·賈因（Sonal Jain）在新聞稿中解釋道。

有趣的是，大氣脈沖每晚恰好發生三次，但只發生在春季和秋季。科學家們還記錄了冬季極地上空難以解釋的氣浪和旋流，以及冬季兩極上空的一些異常亮點。

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“夜輝”現象的成因。圖源：美國宇航局（NASA）/火星大氣和揮發性演化任務（MAVEN）/戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）/科羅拉多大學波德分校（CU）/科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室（LASP）

在這些明亮的區域，氣體被垂直風向下推，從而進入大氣密度較高的區域。美國宇航局的新聞發布中心表示，這有助於加速有關氮氧化的化學反應，為紫外線發光提供能量。紫外線的產生主要發生在地表以上40英裏（64公裏）的高度，有些斑塊的直徑甚至高達600英裏（965公裏）。

不能將這些紫外光輝與火星怪異的綠光混淆——綠光是太陽光在高層大氣中激發的氧分子（肉眼可見）。對火星地面上的人類而言每晚的曼妙“夜輝”是看不見的。將來，火星殖民者可以透過紫外線濾鏡鏡欣賞“夜輝”，那將是在火星上生活的一大樂趣。這種觀天消遣大致類似於觀看地球上的北極光。這顯然是壯觀的景象，這些鏈狀發光斑塊將以時速高達180英裏每小時（290公裏每小時）穿過火星夜空。

BY: George Dvorsky

FY: Milo_Guo

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