穿搭日记|火星有隐形的极光？科学家们解锁更多火星的秘密本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛

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简介：2016年NASA的MAVEN航天器首次发现火星极光。火星上的是发生在白天的质子极光，只发射紫外线，故而肉眼无法观测。极光产生与其丧失大气层有联系，太阳紫外线将水蒸汽分解成氢气与氧气，增加了与太阳粒子间的相互作用。

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火星上确实是存在极光的，而且比我们以为的还要普遍，只是我们肉眼看不到它们罢了。火星极光于2016年首次被美国国家宇航局（NASA）的MAVEN探测器发现。如今，一些新的研究结果为我们揭示了这些不同寻常的极光更多的秘密。

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大多数读者都知道地球的极光以及它们是如何产生的：当一股足够强盛的太阳风袭击地球的磁层时，粒子（通常是电子，但有时是质子）会被激发，并使大气中的不同成分电离，发出不同颜色和外形的光，形成了这种移动的、短暂的锦绣景象。极光通常只泛起在南北极等高纬度地区，且只有当太阳风非常强烈的时候才会泛起。

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火星极光既相似又不同。
火星极光都是发生在白天的质子极光。它们只发出紫外线，这意味着我们的肉眼无法看到，但是通过火星大气与挥发性演化任务航天器(MAVEN)的紫外成像摄谱仪可以观测到它们。

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美国宇航局的MAVEN探测器抵达火星的图片。图片来源：美国国家宇航局/戈达德宇航中央
MAVEN探测器的任务是研究火星的大气层，其中一个要解决的详细题目是：火星是如何失去大气层的？为了回答这个题目，它观察了火星的上层大气、电离层，以及火星与太阳风的相互作用，在这个过程中偶尔发现了火星上的质子极光。

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火星质子极光与火星大气的消失和可居住性的丧失有关。火星被来自其本身的氢冕所包抄。当氢从火星逃逸时，会造成水分流失。火星极光的速度和强度与水分流失之间存在相关性。
“也许有一天，当星际旅行变得司空见惯……旅行者将亲眼目睹火星最后的水流失到太空。 ”安德里亚·休斯，安柏瑞德航空大学
当来自太阳的太阳风袭击火星时，它实际上只是质子，也就是氢原子由于高温失去了电子。接下来这些质子撞击火星的氢晕，每个质子通过“窃取”一个电子再次成为电荷中性的原子。因为它们现在是中性的，就可以顺利穿过火星磁层的弓形激波。然后这些原子撞进火星淡薄的大气层，与气体分子碰撞并发出紫外线。

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佛罗里达州代托纳比奇市安柏瑞德航空大学的安德里亚·休斯先容说：“这项新研究利用了多年来MAVEN探测器的紫外成像摄谱仪获取的数据。研究小组发现，大气逃逸频发的时期恰是质子极光泛起的频率和强度增加的时期” 。休斯是一篇名为《火星质子极光：南半球夏季普遍存在的白天现象》的新论文的主要作者。

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休斯在一份新闻稿中这样说道：“也许有一天，当行星际旅行变得司空见惯，在夏季抵达火星南半球的旅行者将会有机会坐在前排，亲眼目睹火星质子极光在白天的天空中庄重地舞动。当然，要戴上防紫外线的护目镜，这些旅行者将亲眼见证火星最后的水流失到太空。 ”