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美国宇航局MAVEN航天器的图像显示,火星夜空在紫外线下脉动

美国宇航局MAVEN航天器的图像显示,火星夜空在紫外线下脉动
2020年08月07日 09:04 新浪网 作者 小红豆说娱乐

  据美国宇航局MAVEN航天器的图像显示,火星夜空的广大区域在紫外线下产生脉动。研究结果被用来阐明火星大气中复杂的环流模式。

  MAVEN团队惊讶地发现,只有在火星的春季和秋季期间,每晚火星的大气脉动正好是3次。新数据还揭示了冬季两极上的意外波浪和螺旋形,同时也证实了火星快车号宇宙飞船的结果,这种夜光在冬季两极地区最亮。

  

  火星的夜间大气在MAVEN太空船的观测数据动画中发光并脉动。 绿色到白色的假色显示了由MAVEN的Imaging UltraViolet光谱仪在约40英里的高度上,测得的火星紫外线“夜光”的增亮,并通过数字化方式添加了火星地球的模拟视图,以供参考,并带有冰 在两极火星旋转上发生了三个夜光增亮,第一个比其他两个更亮。所有三个增亮发生在日落之后不久,出现在该行星夜视的左侧。 由向下的风引起的化学反应增强,产生一氧化氮,从而导致发光,平均数月的数据可识别这些模式,表明它们每晚重复进行。

  

  科罗拉多大学大气与空间物理实验室(LASP)的尼克·施耐德(Nick Schneider)说:“ MAVEN的图像为我们提供了对火星中层大气运动的首次全球见解,该区域是气流在最低层和最高层之间输送气体的关键区域。”在垂直风将气体向下输送到密度较高的区域时,会发生变亮现象,从而加速了产生一氧化氮并为紫外线发光提供动力的化学反应。施耐德是进行这些观测的MAVEN成像紫外光谱仪(IUVS)仪器的仪器负责人,也是该研究论文的主要作者,该论文发表于8月6日的《地球物理研究》,《空间物理学》。紫外线是人眼看不见的,但可以通过专用仪器探测到。

  

  扎克·米尔比(Zac Milby)说:“紫外线辐射主要来自约70公里的高度,最亮的地方约有1000公里(约600英里),并且在紫外线下的亮度与地球的北极光一样高。”“不幸的是,火星大气层的构成意味着这些亮点不会发出可见波长的光,从而无法让未来的火星宇航员看到它们。太糟糕了:这些亮斑会在日落之后的每个夜晚增加头顶的亮度。”

  

  图注:该图说明了火星夜空大气炽热的原因。在火星的白天,大气分子被高能的太阳光子撕裂。整体循环模式将原子碎片带到了晚上,向下的风增加了原子重整分子的反应速率。向下的风在某些季节出现在两极附近,在其他季节出现在赤道区域。新分子拥有额外的能量,它们会以紫外线的形式发出。

  脉动揭示了火星大气层中行星环绕波的重要性。脉动的数量及其速度表明,火星的中层大气受日照模式的影响以及火星巨大火山山脉地形的干扰。这些脉动斑是最清晰的证据,表明中间的大气波与已知的主导上、下层的波匹配。

  

  索纳尔·贾因说:“ MAVEN在大气损失和气候变化方面的主要发现表明了这些巨大的循环模式的重要性,这些循环模式将大气气体传输到全球各地,从地面到太空边缘。”

  接下来,该小组计划使用IUVS拍摄的,正好位于行星边缘上方的数据,而不是从上方向下观察夜光。这种新的视角将用于更准确地了解垂直风和季节变化。

  

  SPICAM仪器首次在欧洲航天局的“火星快车”航天器上观测到火星的夜光。但是,IUVS是下一代仪器,能够更好地重复绘制夜光、发现模式和周期性行为。包括地球在内的许多行星都有夜光,但是“ MAVEN”是第一个任务,它收集了另一个行星的夜光的大量图像。

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