美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的“毅力號(hào)”火星車，在火星上取得了一項(xiàng)突破性的發(fā)現(xiàn)——首次捕捉到了肉眼可見(jiàn)的極光現(xiàn)象。這一壯麗的天文景象，是在火星經(jīng)歷了一場(chǎng)猛烈的太陽(yáng)風(fēng)暴之后被記錄下來(lái)的。盡管火星的極光沒(méi)有地球上的極光那般色彩斑斕，但其科學(xué)價(jià)值卻異常巨大。
2024年3月18日，“毅力號(hào)”火星車捕捉到了一張意義非凡的照片，這張照片是在太陽(yáng)爆發(fā)大規(guī)模日冕物質(zhì)拋射（CME）后僅僅三天拍攝的。研究人員在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表的研究報(bào)告中指出，這次CME與火星微弱的磁場(chǎng)發(fā)生碰撞，激發(fā)了火星大氣中的氣體發(fā)光，其原理與地球上北極光的形成頗為相似。
在此之前，火星上已被證實(shí)存在多種類型的極光，但這些極光大多只能在電磁光譜的不可見(jiàn)波段中被探測(cè)到，主要集中在紫外光區(qū)域。而此次“毅力號(hào)”捕捉到的極光，不僅是首次以可見(jiàn)光波段的形式呈現(xiàn)，更被認(rèn)為是太陽(yáng)系中首次通過(guò)可見(jiàn)光波段拍攝到的極光。
研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)為人類未來(lái)親眼目睹其他星球的極光帶來(lái)了前所未有的希望。他們?cè)趫?bào)告中指出，在適當(dāng)?shù)臈l件下，“未來(lái)的宇航員將有機(jī)會(huì)親眼看到”火星上的極光。
此次拍攝的成功并非偶然。研究人員事先預(yù)測(cè)到CME可能會(huì)撞擊火星，因此提前將“毅力號(hào)”的Mastcam-Z相機(jī)對(duì)準(zhǔn)了火星的夜空，希望能捕捉到極光的蹤跡。盡管當(dāng)時(shí)他們并不確定能否拍攝到可見(jiàn)光的極光，但幸運(yùn)的是，他們最終成功了。
值得注意的是，這也是首次從火星表面探測(cè)到火星極光。在此之前，所有對(duì)火星極光的觀測(cè)都來(lái)自于軌道飛行器，如NASA的“火星大氣與揮發(fā)性演化”（MAVEN）探測(cè)器和阿聯(lián)酋的“希望號(hào)”火星軌道飛行器。
長(zhǎng)期以來(lái)，由于火星的大氣極為稀薄，且缺乏完整的全球性磁場(chǎng)，人們一直認(rèn)為火星上不可能出現(xiàn)可見(jiàn)光的極光。然而，“毅力號(hào)”拍攝到的照片卻證明，火星上仍然有足夠的氣體可以發(fā)出彩色光芒。通過(guò)對(duì)極光綠色光暈的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)這些光是由被激發(fā)的氧分子發(fā)出的，而氧分子僅占火星有限大氣的約0.13%。由于氣體濃度低以及大氣中高含量的塵埃，極光的光線在照片中幾乎不可見(jiàn)。
這些極光如此微弱，以至于只有在移除了火星最大衛(wèi)星“火衛(wèi)一”的眩光后，光線才變得明顯。人類很難用肉眼看到如此微弱的極光，但研究人員推測(cè)，如果未來(lái)太陽(yáng)粒子的劑量更高且大氣塵埃減少，這種現(xiàn)象或許能夠被肉眼觀察到。
除了這次新觀測(cè)到的極光外，火星在夜間兩極附近還會(huì)出現(xiàn)另一種類似極光的綠色光——“夜光”。這種現(xiàn)象是由于被太陽(yáng)電離的氧分子在冷卻并重新結(jié)合時(shí)釋放多余能量而產(chǎn)生的。然而，新觀測(cè)到的極光發(fā)出的波長(zhǎng)與任何已知的火星夜光都不同。
在太陽(yáng)系中，其他擁有大氣層的行星，如金星、木星、土星、天王星和海王星，也都存在某種形式的極光。但與火星類似，這些極光也主要發(fā)生在電磁光譜的不可見(jiàn)部分，包括紫外光、紅外光和X射線光。
