撰文：斯蒂芬妮.瓦尔德克                 2023年11月17日

火星宇航员在观察火星两极时可能看到的景象（图片：NASA/JPL加州理工学院/康奈尔大学/亚利桑那州立大学–E.W.Knutsen）

火星可能是红色的星球，但它的大气层是绿色的。

利用欧洲航天局（ESA）的ExoMars微量气体轨道飞行器（TGO），科学家们首次在可见光谱中观察到火星大气层发出绿光。

这种效果被称为气辉（或日光或夜光，取决于时间），它也发生在地球上。虽然它与我们星球上的北极光（或极光）有一些相似之处，但它是一种不同的现象，有不同的原因。欧空局表示，尤其是夜光“发生在两个氧原子结合形成一个氧分子时”。在火星上，这种情况发生在大约31英里（50公里）的高度。相比之下，极光发生在来自太阳的带电粒子，与地球磁场碰撞时。

大约40年来，科学家们一直怀疑火星有气辉，但欧空局的火星快车轨道飞行器，在十年前才首次观测到这种现象，它在红外光谱中检测到了这种现象。然后，在2020年，科学家们使用TGO在可见光中观察到了这一现象，但在火星白天而不是晚上。现在，我们已经通过TGO在夜间看到了这种现象。

列日大学行星学家简.克劳德.杰拉尔德在欧空局的一份声明中表示：“这些新的观测结果对未来前往这颗红色星球的旅程来说，是出乎意料和有趣的。极地的夜光强度如此之大，以至于火星轨道上简单且相对便宜的仪器可以绘制和监测大气流动，”欧空局未来的任务，可能携带一台用于全球成像的相机。此外，这种发射的强度足以让未来的宇航员，在极地夜晚在轨道上或火星地面上被观察到”。

作为TGO任务的一部分，研究火星的夜光，也将使科学家深入了解火星大气中发生的过程。列日大学行星与大气物理实验室（LPAP）的研究员伯努瓦.修波特说：“对这些排放物的遥感是探测40至80公里（25至50英里）火星高层大气成分、和动力学的绝佳工具。使用卫星测量成分的直接方法，无法进入该地区。”

研究火星大气层，也有助于设计未来前往这颗红色星球的航天器。例如，更好地了解其密度，可以帮助任务规划者，建造能够承受火星大气阻力的卫星，或者设计能够将有效载荷降到红色星球表面的降落伞。

该团队的研究于11月9日发表在《自然天文学》杂志上。