首次在火星上捕捉到了以人类肉眼可见波长柔和闪耀的极光，而目睹这一场景的只有一个机器人。
2024年3月18日，当杰泽罗陨石坑上方的夜空变成一种微弱、发光的绿色时，“毅力号”火星车严阵以待，目不转睛。它所记录的内容为研究火星开辟了新途径。尽管已知火星存在各种极光，但我们此前所见到的其他极光均处于不可见的紫外线波段。
奥斯陆大学的物理学家伊莉丝·赖特·克努森向“科学警报”网站解释道：“极光是太阳对行星影响的可见表现形式。火星上存在可见极光这一事实得到确认，为我们研究这些过程开辟了新的途径，有望更简便、成本更低。”
“到目前为止，我们仅报告了首次探测到这种绿色光发射，但对极光的观测能让我们深入了解太阳粒子如何与火星的磁层和上层大气相互作用。”
太阳系中的每颗行星都有其独特类型的极光，而火星上的极光尤为引人关注。极光是行星际粒子与行星粒子（通常但并非总是大气粒子）在磁场介导下发生高能相互作用的结果。粒子（通常但并非总是来自太阳）在磁场引导下朝着行星（通常但并非总是两极）移动，在那里与其他物质发生碰撞，使电子四处跳动，并产生取决于具体条件的特定波长的辉光。
火星的大气层非常稀薄，密度大约只有地球的2%。此外，这颗红色星球至多只有零星且微弱的磁场，仅存在于某些局部区域，在这些区域，地壳中的磁化矿物质保留了火星曾经拥有的磁场残余。这与保护地球的壮丽磁层气泡完全不同。
尽管如此，这些局部的磁场区域足以引发极光活动。当太阳风以合适的方向吹拂时，这些磁场区域附近的大气会在紫外线波段发光。通过研究这些紫外线极光，克努森及其同事意识到火星大气中的活动比我们所能看到的更为复杂。
克努森解释说：“20年来，我们一直在观测火星上的极光，但都是在紫外线波段。根据电子跃迁回的能级不同，我们会得到不同波长/颜色的极光发射。当我们看到特定波长时，我们可以用量子力学来判断该跃迁是否与其他跃迁共享一个高能态。如果是，那么我们就知道即使没有直接观测到，其他波长的极光也应该存在。所以，对原子氧跃迁产生的特定紫外线发射（297纳米）的观测使我们相信绿色光发射也应该存在。”
受此发现的启发，克努森及其同事开始寻找这种光。然而，这并非易事。火星上的大多数可见光仪器是为白天观测而设计的，并非用于寻找夜空中极其微弱的辉光。此外，火星上的极光比地球上的要微弱得多。捕捉极光的最佳时机是在一次特别强烈的太阳爆发（如日冕物质抛射）之后。这意味着你需要准备好迅速行动。而火星卫星并非为此类突发情况而设计。
然而，对于2024年3月15日的日冕物质抛射事件，一切条件都恰到好处。“毅力号”拥有能够探测研究人员所寻找的光的仪器，而且一组科学家随时准备并愿意灵活调整以进行必要的观测。
因此，在一场巨大的喷发致使数十亿吨带电粒子离开太阳几天后，研究人员记录下了他们一直在寻找的东西：火星夜空中557.7纳米波长处的过量光线，即电离氧的可见辉光。
由于这是在火星上，看到的景象与地球上的有所不同。
克努森说：“火星上的绿色极光与地球上的绿色极光颜色完全相同，但看起来却截然不同。我们习惯看到形状清晰、结构分明的光带。然而，火星上的绿色极光或多或少是完全均匀的。无论你站在赤道还是靠近两极的地方，整个天空各个方向都发出绿色光芒。”
她补充说，即使我们真的站在火星上，也可能无法用肉眼看到它，因为人眼在昏暗光线下对颜色的辨别能力不佳。了解首批火星探险者最终到达时的体验将会很有趣。
此次探测是该团队利用“毅力号”第四次尝试捕捉这一现象，所以太阳活动是否会在火星上产生可见极光似乎还受其他一些因素影响。该团队计划尝试捕捉更多此类现象，以弄清楚火星上极光的成因，并探寻可能出现的规律。
克努森说：“这项发现开启的进一步研究让我兴奋不已，我很想弄清楚哪些类型的太阳风暴会引发这种极光等等。而且，想象一下这颗红色星球发出绿色光芒，这简直太有趣了！”
这项研究已发表在《科学进展》杂志上。
