火星夜空，暗流涌动。

夜晚，火星天空在紫外线下闪烁发光

对这颗红色星球的最新紫外线观测突出了火星大气中复杂的环流模式，包括肉眼看不见的怪异规则的夜光脉冲。这些脉冲和发光的大气效应还没有被完全理解，但它们的存在提醒我们火星的大气层非常复杂。

紫外光下火星大气层所展现出的“夜辉”。图源：美国宇航局（NASA）/火星大气和挥发性演化任务（MAVEN）/戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）/科罗拉多大学波德分校（CU）/科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室（LASP）

对这颗红色星球的最新紫外线观测展现了火星大气中复杂的循环模式，包括肉眼无法看到的规律性夜光脉冲。

一项新的研究表明，透过紫外线能观察到观察火星大气纷繁复杂的运行情况，但只能在某些季节的夜间进行。人们对于这些脉冲和发光的现象尚不完全理解，但它们的存在提醒着我们：火星上存在一个复杂的大气系统。

得益于美国宇航局火星大气和挥发性演化任务（MAVEN）航天器上的紫外光谱成像仪(IUVS)，该研究才得以进行，最新成果已发表于《地球物理研究》以及《空间物理》杂志上。MAVEN航天器自2014年以来一直在火星轨道上运行。紫外光谱仪（UVS）为这颗红色星球的观测提供了一个全新视角，揭示了此前未被发现的火星大气环流模式。

由科罗拉多大学大气与空间物理实验室(LASP)的尼克·施耐德领导的新论文分析了紫外光谱仪在火星上连续两年的数据(在火星上一年约为地球上687天)。通过研究紫外线视角下的火星，研究人员能够将火星大气中全球范围的风浪影响可视化。

施耐德（Schneider）在NASA的新闻稿中解释道:“MAVEN的图像让我们首次对火星中层大气的运动有了全面的了解，这一区域中的气流携带着气体在最低层与最高层之间运动，这一发现对于他们的研究十分重要。”

北极地区看到的“夜辉”，螺旋形状的原因仍然是个谜。图源：美国宇航局（NASA）/火星大气和挥发性演化任务（MAVEN）/戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）/科罗拉多大学波德分校（CU）/科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室（LASP）

这些奇幻的现象被称为大气潮汐，形成于火星夜半球大气中层（平流层和热层之间的中间层）氮原子和氧原子的重组。通过在紫外光下观察火星，科学家们能够看见不同季节的风向变化，这些变化会影响大气中的“夜辉”。研究表明，这些环绕行星的大气潮汐也会受到太阳热以及火星巨大火山造成的地形扰动影响。

事实上，火星上的火山山区会产生一些非常迷人的怪异现象，例如规律性出现在阿尔西亚蒙斯（Arsia Mons）上空的大规模细长云（位于火星赤道附近，高约20公里）。

“MAVEN对大气流失和气候变化的主要发现揭示了这些巨大的环流模式的重要性，这些循环将气体从火星表面输送到太空边缘”，LASP科学家兼研究合著作者索纳尔·贾因（Sonal Jain）在新闻稿中解释道。

有趣的是，大气脉冲每晚恰好发生三次，但只发生在春季和秋季。科学家们还记录了冬季极地上空难以解释的气浪和旋流，以及冬季两极上空的一些异常亮点。

“夜辉”现象的成因。图源：美国宇航局（NASA）/火星大气和挥发性演化任务（MAVEN）/戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）/科罗拉多大学波德分校（CU）/科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室（LASP）

在这些明亮的区域，气体被垂直风向下推，从而进入大气密度较高的区域。美国宇航局的新闻发布中心表示，这有助于加速有关氮氧化的化学反应，为紫外线发光提供能量。紫外线的产生主要发生在地表以上40英里（64公里）的高度，有些斑块的直径甚至高达600英里（965公里）。

不能将这些紫外光辉与火星怪异的绿光混淆——绿光是太阳光在高层大气中激发的氧分子（肉眼可见）。对火星地面上的人类而言每晚的曼妙“夜辉”是看不见的。将来，火星殖民者可以透过紫外线滤镜镜欣赏“夜辉”，那将是在火星上生活的一大乐趣。这种观天消遣大致类似于观看地球上的北极光。这显然是壮观的景象，这些链状发光斑块将以时速高达180英里每小时（290公里每小时）穿过火星夜空。

BY: George Dvorsky

FY: Milo_Guo

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