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美國國家航空航天局的火星大氣與揮發演化任務(MAVEN)任務並不總是受到很多媒體關注,但它在火星上進行著非常精妙的科學研究。
該軌道平臺上的儀器之一是成像紫外光譜儀(IUVS)。該裝置在110至340奈米的電磁波長範圍內拍攝影像——幾乎涵蓋了我們稱之為UVC、UVB和UVA的紫外光譜部分。IUVS具有小至0.5奈米的波長(顏色)解析度,可以分離出火星環境中反射、散射、吸收或發射紫外光的現象。
上面的影像就是一個很好的例子。這裡,紫外光以假彩色顯示,以便我們微不足道的人眼能夠理解資料。火星的綠色色調錶示來自表面的紫外光反射和一些大氣散射。中心橫跨的裂縫狀淺藍色特徵是由於巨大的水手號峽谷(Valles Marineris)內的大氣層對紫外光進行了非常強烈的散射。左側是環繞巨大的塔爾西斯火山群的明亮雲層特徵。
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然而,最引人注目的特徵可能是南極的品紅色“光暈”。這是由於臭氧吸收紫外線造成的。與地球不同,火星上的大氣臭氧會在極地冬季積累。
火星南極被臭氧吸收的紫外光(品紅色)。圖片來源:NASA、MAVEN和科羅拉多大學
紫外線資料是對行星諸多屬性的豐富探測手段。高空雲層的形成和流動在紫外線下顯現出來——尤其是在巨大的火山峰周圍。在這些巨大的地貌上方,下午似乎是雲層積聚的時間。這段延時影片跨越約7小時,捕捉到了這種非凡的現象——在明亮的斑塊周圍可見。
圖片來源:NASA、MAVEN和科羅拉多大學
瞭解雲層形成的位置和時間,可以深入瞭解火星的水文(水)迴圈——以及瞭解其氣候系統如何運作的關鍵線索。
但夜晚也是火星大氣層中發生有趣事情的時候。MAVEN已經發現了來自氧原子和氮原子化學碰撞形成一氧化氮(NO)的紫外線“夜光”。氧和氮是在白天透過光解離形成的,並持續足夠長的時間在夜間結合。
紫外線夜光(綠色顯示),插圖顯示觀測幾何形狀。圖片來源:NASA、MAVEN和科羅拉多大學
紫外線夜光的不均勻性表明火星大氣層中的高空風和環流是複雜且不規則的。
火星可能最終總是成為紅色星球,但就目前而言,我們可以稱之為紫外線星球。
