【科學尬新聞】 極光首現火星 強烈太陽風吹拂

文/施奇廷  |2021.07.20
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阿拉伯聯合大公國的火星任務衛星「希望號」(HOPE),於6月30日在火星軌道上,藉著所搭載的光譜儀,拍攝到火星清晰的「離散極光」,不過這個極光是「紫外線」,而不是可見光。圖/米各

文/施奇廷 

阿拉伯聯合大公國的火星任務衛星「希望號」(HOPE),於6月30日在火星軌道上,藉著所搭載的光譜儀,拍攝到火星清晰的「離散極光」,不過這個極光是「紫外線」,而不是可見光。

咦?什麼是離散極光?這就要先從「極光」解釋起。當「太陽風」(從太陽射出的高速帶電粒子流,其實就是「電漿」)到達地球附近時,受到地球磁場的影響,而在地球外面打轉。由於這些粒子靠近南北極時,會接觸到大氣層,與空氣分子碰撞並將之激發到高能量、不穩定的「激發態」;而當空氣分子由激發態回到能量較低且穩定的「基態」時,會把多出來的能量以光的形態釋放出來。這就是地球極光的由來。

以貌取名 亂流生磁



所以要看到極光有兩個條件:要有「大氣」、也要有「磁場」。極光依據其外觀可分為「擴散極光」以及「離散極光」兩種,我們印象中那種「長得像窗簾」,有明確外型邊界的,即是「離散極光」;而「擴散極光」比較像是晚霞一樣一整片,沒有明顯的邊界—— 也由於晚霞經常可見,所以擴散極光通常會被民眾認為比較沒有看頭。

火星有大氣,但不像地球有地磁,那為什麼會產生極光呢?因為當太陽風到達火星時,會被火星「撞到」,就像水流撞到石頭一樣產生亂流。由於「電生磁」的原理,就會在火星周圍製造出磁場:受到這個磁場的作用,如果太陽風中有「條件剛好」的帶電粒子,就能進入火星那一層薄薄的大氣,與氣體分子碰撞後進而產生極光。

部分內殼 自帶磁場



過去所看到的極光形態大多屬於「擴散極光」,這一次「希望號」拍到的,則是清晰的「離散極光」。執行此次火星任務的科學家研判,這次看到的極光是受到火星地殼磁場的影響。等等!剛剛不是說火星不像地球有「地磁」,沒有「火星磁」這種東西嗎?

目前有個假設是,早期的火星跟地球一樣也具有「火星磁」,不過不知道為什麼消失了,但部分的火星地殼仍具有磁場。於是在漫長的地表岩漿凝固過程中,「火星磁」的磁性物質慢慢被鎖在地殼裡,進而留下部分「火星磁」的遺跡。

透過這次的極光觀測,或許能讓我們得到一些火星磁場、以及它如何消失的線索。

阿拉伯聯合大公園研究員表示,計畫原是研究火星大氣,看到離散極光是「賺到的」。台灣的火星任務什麼時候可以展開呢?

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