火星上的神秘绿光，41年前就被预言存在，如今终于被发现

我很喜欢孙燕姿的一首歌，叫做《绿光》。其中有一句歌词是：“Green Light， I'm Searching for You”。不止是孙燕姿，科学家们也在寻找一道绿光。不过，这道绿光不是在地球上，而是在火星上。

1979年，科学家曾经预言：在距离我们几千万公里外的红色火星上，有时会出现迷人的绿色辉光。时至今日，这个预言已经提出了41年，终于被科学家们证实。

实际上，这种绿光在地球上就有，科学家称之为气辉（Airglow。你可能想说：这不就是极光吗？其实不然。

说起来，气辉和极光也有点关联，因为二者都是产生自同样的粒子——氧原子。但是，气辉比极光暗得多，而且产生机制也不完全相同。

极光是太阳风中的高能带电粒子来到地球大气层后，将大气中的原子激发，最终在夜空中形成舞动的光芒，因此它只在南北极附近出现，并且与太阳活动息息相关。而气辉的产生原理与此不同，是大气层中的成分在太阳光正常照射下产生的，又分为夜气辉（nightglow）、曙暮气辉（twiglow）和昼气辉（dayglow）三种。

（图片说明：气辉和极光的区别，绿色圆层为气辉，中间幕布状的是极光）

一般来说，夜气辉来自于白天时被太阳光分解的原子，它们在没有阳光的夜里会重新组合，并且把多余的能量以光子的形式释放出去，从而产生了光。你也许感觉不到，但是地球上确实有夜气辉的存在，只不过光污染已经将它掩盖了。如果有一天，全世界都不开灯，你也不会看到一个完全陷入漆黑的地球，而是在遥远的夜空中看到微弱的夜气辉。

不仅仅是地球，其他行星也有气辉的存在。在此之前，科学家在金星和火星上都检测到了夜气辉的存在。

既然存在夜气辉，科学家相信，火星上也应该有昼气辉的踪迹。因此，科学家才在1979年提出了这个预言。可是，和夜气辉相比，昼气辉非常难以检测，因为白天的阳光过于明亮，昼气辉很容易就淹没在阳光中。

在地球上，利用大气层以外的国际空间站，我们可以清晰地看到地球昼气辉。当大气中的原子吸收了太阳光之后，会将多余的能量以辐射的形式释放出来，被国际空间站拍摄到。

正所谓“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，国际空间站飞出地球大气层，从远处观看，可以捕捉到昼气辉的画面。而人类虽然发射了很多探测器到火星，但是很大一部分都是火星车，落在火星表面，反而看不到这种场景。

科学家们在意识到这一点之后，马上就开始转变思路，不再单纯地直视火星，而是让视线贴着火星表面，“穿透”火星大气层。借助欧洲航天局和俄罗斯航天局联合制造的绕火星ExoMars微量气体轨道器，来自比利时的研究团队调整了其最低点及掩星火星发现设备（Nadir and Occultation for Mars Discovery，NOMAD）的角度，对火星地表上空20至400公里（12至250英里）之间进行了一系列的观测。

果然，事实证明：我们这41年来之所以没有发现火星的昼气辉，就在于观测的方向有误。比利时的科学家在分析了数据之后，很顺利地在可见光和紫外线波段都发现了绿色的辐射。在发表于《自然天文学》杂志上的论文中，这些科学家们将这项突破进行了深入的介绍。

比利时皇家空间天文研究所的行星学家Ann Carine Vandaele向我们介绍：“在海拔80公里的高度，辐射是最强的，同时这也受火星和太阳之间的距离所影响。”至此，41年前的预言终于被证实。当然，他们绝不会仅仅满足于此，时隔41年，他们希望能够获得更多研究成果。

他们接下来对火星的昼气辉产生机制进行了研究，利用模拟的方式研究了其形成过程。结果发现，火星上的昼气辉产生过程和地球上空的绿光如出一辙。在受到太阳光的照射时，极其微量的二氧化碳会分解为一氧化碳和氧气，而氧气正是产生绿光的直接来源。

除此之外，还有一点非常值得注意：比利时的科学家们发现，火星上空的昼气辉在可见光波段的强度是紫外线波段的16.5倍。根据比利时列日大学的天文学家Jean-Claude Gérard的说法，这个数字的确和“之前的理论模型相一致，但与我们在地球周围发现的真正的昼气辉并不相同。”实际上，地球上的昼气辉在可见光波段的强度要比这弱得多。他进一步指出：“这表明我们对氧原子的特性还有很多需要研究的地方，这对我们理解原子和量子物理学是非常重要的。”

对于其中的原因，他们除了推测氧原子还有很多未知特性之外，还提出了一种可能，那就是那些观测地球昼气辉的仪器可能有些误差需要去校正。不论是哪种可能，都需要科学家进行更多的实验才能得到结果。

氧气对于人类来说是一种非常重要的物质，而氧原子正是保持其化学性质的最基础单位。氧原子既可以两两结合成为氧气供人类呼吸，也可以三个一组结合为臭氧，防止我们被太阳的紫外线伤害。如果火星上的昼气辉真的暗示我们对氧原子的了解还很有限，那么我们有必要进行深入的研究，了解这种生命之源到底还有什么秘密。