毅力號驚見火星綠光極光！人類登陸後有望親眼目睹

儘管火星大氣稀薄且缺乏全球性磁場，這顆紅色星球上仍存在多種極光現象。過去所有極光觀測都來自軌道衛星的紫外線波段資料。最新研究指出，NASA毅力號火星車搭載的SuperCam和Mastcam-Z儀器，首次偵測到源自氧原子557.7奈米波長的綠色可見光極光。

NASA毅力號的Mastcam-Z儀器拍攝到首張火星綠光極光影像（左圖），右圖則是未出現極光時的火星夜空對照圖，可見到火星衛星火衛二。由於火星大氣中的塵埃散射，被火衛一（位於畫面外）照亮的夜空呈現紅褐色調，當加入綠色極光後，天空就會呈現如左圖的黃綠色澤。影像來源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS/SSI。

地球上的極光形成於太陽粒子與全球磁場相互作用，這些粒子被導向兩極並與大氣氣體碰撞發光。最常見的綠色極光，正是氧原子在557.7奈米波長激發所致。

科學家多年來推測火星也可能存在綠光極光，但預期會比地球所見更加微弱難測。由於缺乏全球磁場，火星極光的形成機制與地球截然不同。

其中一種是太陽高能粒子（SEP）極光，NASA的MAVEN任務於2014年首次發現。當太陽爆發的超高能粒子撞擊火星大氣時，會使整個夜空發出輝光。

奧斯陸大學博士後研究員Elise Knutsen表示：「這項發現開拓了極光研究新視野，也證實未來登陸火星的太空人有望親眼目睹極光奇景。」

2024年3月15日太陽爆發耀斑和日冕物質拋射，這場太陽活動在太陽系各處引發極光現象，毅力號因此成為首個在其他行星表面偵測到極光的探測器。

研究團隊透過NASA的MAVEN和ESA火星快車號的資料交叉驗證這項發現。科羅拉多大學大氣與太空物理實驗室研究員Shannon Curry博士強調：「這次跨任務合作堪稱典範，我們迅速協調各項觀測，終於窺見未來太空人可能見證的火星奇觀。」

透過比對毅力號觀測與MAVEN的SEP儀器資料，研究人員確認557.7奈米波長輻射源自太陽高能粒子。由於這與地球綠光極光的發射譜線相同，未來火星探險者很可能目睹類似景象。

NASA噴射推進實驗室毅力號代理專案科學家Katie Stack Morgan博士指出：「毅力號的可見光極光觀測，為這類現象提供軌道衛星無法替代的研究途徑。在籌備載人火星任務之際，深入理解極光成因與火星環境條件至關重要。」

這項突破性研究成果已發表於《科學進展》期刊。

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Elise W. Knutsen等學者。2025。火星可見光波長極光偵測。《科學進展》11卷20期；doi:10.1126/sciadv.ads1563