覆蓋大半個火星的質子極光如何形成：竊取電子是關鍵

　　2018年09月09日 08:40 新浪科技


　　

　　與地球上主要由電子引起的極光不同，火星上的極光事件主要是質子湧入造成的。

　　新浪科技訊 北京時間9月9日消息，據國外媒體報道，美國航空航天局（NASA）發現了照亮火星天空的一種新型極光，不過這些極光出現在火星的日照面，因此很難看到。

　　火星大氣與揮發物演化任務（MAVEN）火星探測器在火星上層大氣的氫氣中發現了神秘的增亮事件，揭示了粒子衝擊該區域時發生的相互作用。與地球上主要由電子引起的極光不同，火星上的極光事件主要是質子湧入造成的。目前科學家已經對這些不尋常的現象做出了解釋，指出這一切可以歸結於「被盜」的電子。

　　一開始科學家對奇特的火星極光感到很困惑。這些極光的出現，表明質子能夠穿過火星的磁性「弓形激波」（bow shock，太陽風與行星磁場頂層相遇處形成的激波），併發出亮光，而這一過程通常需要電子。

　　研究團隊利用MAVEN探測器的紫外光光譜成像儀對火星極光進行了研究，揭示了紫外光連續照射數小時的情況。與此同時，探測器的太陽風離子分析儀記錄了太陽風質子的增強。據NASA稱，這些質子在行進過程中以這種方式「偷取」了電子，從而在火星上大氣層造就了極光。

　　

　　一開始科學家對奇特的火星極光感到很困惑。這些極光的出現，表明質子能夠穿過火星的磁性「弓形激波」（bow shock，太陽風與行星磁場頂層相遇處形成的激波），併發出亮光，而這一過程通常需要電子。

　　「答案就是盜竊，」科羅拉多大學博爾德分校大氣與空間物理實驗室的賈斯汀·戴罕（Justin Deighan）說，「當接近火星時，與太陽風一起湧入的質子從火星周圍巨大的氫氣雲邊緣竊取電子，從而轉變為中性的原子。弓形激波只能轉移帶電粒子，因此這些中性原子一直持續通過。」

　　據專家介紹，相比地球上的極光，火星上這種質子極光發生的頻率要高得多，這很大程度上要歸結於地球具有比火星更強大的磁場。

　　地球上的極光較為罕見，並且只能在極地附近的小範圍內看到。相比之下，火星的質子極光可以出現在任何地方。研究人員稱，質子極光也可能常見於金星和土星的衛星「泰坦」（土衛六），這兩個星球都缺乏磁場的保護，並且上大氣層含有豐富的氫。

　　極光及其觸發因素

　　南極光和北極光是發生在地球大氣層中的自然奇觀，又被稱為「歐若拉」（Aurora）——古羅馬神話中的黎明女神。北極光被稱為「Aurora Borealis」，意為「北方的黎明」；南極光被稱為「Aurora Australis」，意思是「南方的黎明」。

　　

　　地球的極光能呈現出許多種顏色，但淡綠色和粉紅色是最常見的。

　　極光是地球周圍一種大規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子與地球大氣層相遇，在磁場作用下，一部分粒子沿磁場線集中到南北兩極。當它們進入極地的高層大氣（80千米以上）時，與大氣中的原子和分子（包括氫和氦）碰撞並激發，釋放出圍繞著磁極的光芒，即極光。地球的極光能呈現出許多種顏色，但淡綠色和粉紅色是最常見的。（任天）