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
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本文参加***#科学了不起#系列征文赛 。
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 。 ”
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