NASA MAVEN 發現火星極光背後的秘密：與地球北極光同源但規模大不同

火星極光嘅獨特之處

MAVEN 發現火星極光有幾個好特別嘅地方：

• 質子主導，唔係電子： 好多火星極光嘅主要驅動粒子係質子（氫離子），而唔係地球極光嗰啲電子。太陽風嘅質子直接進入火星大氣，會從大氣氣體「偷取」電子，然後發出紫外光。
• 「偷」返嚟嘅電子： MAVEN 發現，太陽風質子會先喺火星嘅氫外氣層度，搶走中性氫原子嘅電子，變成中性原子，咁就可以深入大氣層，之後再重新離子化，產生極光。
• 日側極光普遍而持續： 火星日側嘅質子極光覆蓋範圍好大，幾乎成個日間半球都見到，而且近乎持續不斷。呢點同地球啲質子極光只局限喺細小極地區域好唔同。
• 多種極光類型： MAVEN 仲記錄咗喺太陽風紊亂時出現嘅「斑塊狀質子極光」，以及由太陽風暴引發嘅「瀰散性夜間極光」。

火星極光 vs 地球極光

簡單講，火星嘅極光係「宇宙級」嘅——佢哋可以覆蓋成個行星，而唔係局限喺兩極。

確認發現嘅證據同儀器

MAVEN 嘅**成像紫外光譜儀（IUVS）**係偵測極光紫外線發射嘅主要儀器（特別係氫嘅 Lyman-alpha 發射）。 其他輔助儀器包括：

• 太陽風離子分析儀（SWIA）同太陽風電子分析儀（SWEA）：量度進入嘅太陽風粒子同佢哋嘅能量。
• 磁力計（MAG）：繪製磁場結構，確認地殼磁場點樣引導粒子。
• 中性氣體同離子質譜儀（NGIMS）：量度極光事件期間大氣成分嘅變化。

2015 年發現嘅瀰散性紫外極光（「聖誕燈飾」事件），就係 IUVS 喺 2014 年 12 月嘅數據中，見到火星北半球出現咗持續五日嘅明亮紫外光。 2018 年發現嘅質子極光，就係將 IUVS 嘅氫發射數據同 SWIA 嘅質子通量數據關聯分析得出嚟。

研究詳細資料

呢個 2026 年 7 月嘅里程碑式研究係：

• 標題： Miniature Dungey-like cycle drives aurora at Mars（微型鄧吉循環驅動火星極光）
• 作者： Shaosui Xu 同佢嘅同事（加州大學柏克萊分校 / 太空科學實驗室）
• 期刊： 《自然通訊》（Nature Communications）
• 出版日期： 2026 年 7 月 24 日
• 主要發現： MAVEN 嘅完整儀器數據確認，磁重聯（鄧吉循環）喺火星嘅地殼磁場上運作，加速質子進入大氣層並產生極光。

較早嘅基礎論文包括：

• Discovery of diffuse aurora on Mars, Science 350, aad0210 (2015)
• MAVEN observations of the response of Mars to an interplanetary coronal mass ejection, Science (2015)

更廣泛嘅影響

• 行星磁場演化： 證明鄧吉循環可以喺局部地殼磁場上運作，解釋咗火星即使冇咗全球發電機效應幾十億年，仍然可以同太陽風有動態互動。
• 大氣流失： 驅動極光嘅磁重聯過程，同時都會將大氣離子加速到太空中。MAVEN 嘅數據顯示，太陽風暴期間大氣侵蝕會急劇加劇，呢個發現幫助科學家量化火星係點樣隨住地質時間失去大部分大氣層——以及水分。
• 比較行星學： 呢個發現確認咗磁重聯係類地行星嘅普遍過程，只係規模同幾何形狀會因為可用磁場嘅強度而有所不同。

探測船最後狀況：失聯後任務終結

MAVEN 任務喺2026 年 6 月 3 日正式結束，NASA 宣佈探測船已無法恢復。 時間線如下：

• 2025 年 12 月 6 日： NASA 接收到 MAVEN 嘅最後訊號，之後探測船經歷咗一次意外嘅姿態控制失效。
• 2026 年 1 月： NASA 喺太陽合相後恢復嘗試聯絡，通過深空網絡同格林班克天文台發送恢復指令，但冇收到任何回應。
• 2026 年 6 月 3 日： NASA 舉行媒體電話會議，正式宣佈任務結束，歸類為「無法恢復狀態」。失效原因仍在調查中。
• 任務終結時： MAVEN 已經喺火星軌道運行咗超過 11 年（2014 年 9 月到達），比原定一年嘅主要任務長咗超過十年。 佢完成咗超過 10 年嘅科學觀測，繪製咗橫跨成個太陽週期嘅大氣流失圖，發現咗多種類型嘅火星極光，仲做過火星表面探測車嘅關鍵通訊中繼站。