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航天器捕获火星的“绿色光芒”

作者:admin 发布时间:2020-06-25 20:05

该艺术家的插图显示了跟踪气体轨道飞行器绕火星运行的过程。 轨道器在火星上发现了一层发光的绿色氧气大气

一项新的研究显示,火星可能被称为红色星球,但一架欧洲太空船发现氧气正在使该星球的大气层发出绿色光芒。

在地球上,这以极点的形式出现在行星的两极,但这是第一次在另一颗行星周围看到这种辉光。

有关欧洲航天局ExoMars微量气体轨道器研究结果的研究周一发表在《自然天文学》杂志上。

当来自太空的电子与我们的高层大气碰撞时,就会发生地球的绿色极光发光,但是由于阳光的作用,地球和火星的大气层在白天和晚上都发光。到了晚上,当大气中破裂的分子重新聚集在一起时,就会产生光彩。在白天,当阳光搅动大气中的分子和原子(例如氮和氧)时,就会发出辉光。

图像中央的云实际上是2010年发生的尘埃塔,由火星侦察轨道飞行器捕获。 蓝云和白云是水蒸气。

国际空间站上的宇航员可以看到地球微弱的绿色夜光,因为它们的视野是“边缘朝上”的,这意味着他们可以以使该夜光更加可见的角度看到它。

那是因为我们的星球表面很亮,可以压倒这种微弱的光芒。其他行星也是如此,这就是为什么如此探测火星周围的绿色光芒是如此令人兴奋的原因。

首席研究作者,天文学家兼教授Jean-ClaudeGérard说:“地球上看到的最明亮的辐射之一是夜光引起的。更具体地说,是由于氧原子发出的特定波长的光在另一个行星周围从未见过。”比利时列日大学发表声明。

“但是,据预测,这种排放物在火星上存在了大约40年了-而且,由于[Trace Gas Orbiter],我们已经找到了它。”

ExoMars微量气体轨道飞行器于2016年10月在火星附近建立了轨道。在轨道运行期间,一些轨道器的仪器被指向火星表面,这些仪器统称为NOMAD(纳迪尔和火星探测掩星术)。这些仪器包括紫外可见光谱仪或UVIS。

为了找到绿色的辉光,他们将仪器对准了火星的“边缘”,并在2019年4月24日至12月1日之间的每个轨道两次不同的高度扫描。高度从20到400公里(从12.4到249公里)英里)。

研究人员说,在这段时间内收集到的所有数据中都发现了绿色的辉光,这对轨道飞行器而言是一项了不起的成就,因为白天的火星大气层要比黑夜发光得多,并且使绿色的辉光很难被发现。 。

比利时皇家皇家空间研究所NOMAD的研究合作者和首席研究员安·卡林·万达勒(Ann Carine Vandaele)表示:“ 在约80公里的高度上,这种辐射最强,并且随火星和太阳之间不断变化的距离而变化” 。

杰拉德说:“我们对这种排放进行了建模,发现它主要以二氧化碳或二氧化碳的形式产生,并且分解成其组成部分:一氧化碳和氧气。” “我们看到了产生的氧原子在可见光和紫外光下都发光。”

虽然这与暗示火星具有这种辉光的理论模型相符,但它比地球产生的可见光发射要强得多。

杰拉德说:“这表明我们有更多的知识要了解氧原子的行为,这对于我们理解原子和量子物理学非常重要。”

观察发光的行星大气可以揭示它们的成分和能量,它们是从日光和太阳风或穿过太阳系移动的带电粒子流中获得的。

这对于理解极光也至关重要。通过研究火星的绿色辉光,研究人员可以了解行星大气层中该层的结构,更好地了解其高度范围,甚至可以观察到对太阳的反应的任何变化。

而且,更详细地了解火星大气层意味着空间机构可以更好地准备将轨道器或航天器送入地面的准备工作。ESA ExoMars任务的延续包括在2022年将Rosalind Franklin流浪者降落在火星表面。这将是欧洲第一架行星流浪者。


 

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