赤い惑星の新たな紫外線観測により、肉眼では見えない不気味なほど規則的な夜光の脈動など、火星の大気の複雑な循環パターンが明らかになった。
火星の大気は紫外線で見ると非常に活発ですが、それは夜間、そして特定の季節に限られていることが新たな研究で明らかになりました。こうした脈動と輝きを放つ大気の効果は完全には解明されていませんが、その存在は火星の大気が非常に複雑であることを私たちに思い出させてくれます。
地球物理学研究誌「宇宙物理学」に掲載されたこの新たな研究は、2014年から火星の周回軌道上にあるNASAのMAVEN宇宙船に搭載された撮像紫外線分光器（IUVS）によって可能になった。UVSは赤い惑星を観測するための全く新しいレンズを提供し、これまで見えなかった火星の大気の循環パターンを明らかにしている。
コロラド大学大気宇宙物理学研究所（LASP）のニック・シュナイダー氏が率いるこの新たな論文は、UVS装置が火星の2年間（火星の1年は地球の687日に相当）にわたって収集したデータを分析した。火星を紫外線で観測することで、研究者たちは火星の大気圏上層における地球規模の風と波の影響を可視化することに成功した。
「MAVENの画像は、火星の中層大気における大気の動きについて、初めて地球規模での知見を与えてくれる。中層大気は、空気の流れが最下層と最上層の間でガスを運ぶ重要な領域だ」とシュナイダー氏はNASAのプレスリリースで説明した。
大気潮汐として知られるこれらの幻覚的な現象は、火星の夜側中間圏（成層圏と熱圏の中間層）における窒素原子と酸素原子の再結合によって発生します。科学者たちは紫外線で火星を観測することで、季節ごとの風のパターンの変化を視覚化することに成功しました。この風のパターンは、大気の夜光に影響を与えます。研究によると、これらの惑星を周回する波は、太陽熱や火星の巨大な火山による地形の乱れの影響も受けています。
実際、火星の山岳火山地帯は、火星の赤道近くにある高さ 12.4 マイル (20 キロメートル) の火山、アルシア山の上に時計仕掛けのように再び現れる巨大な細長い雲など、実に興味深く奇妙な現象を生み出すことで知られています。
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「MAVENによる大気損失と気候変動に関する主な発見は、大気ガスを地球の周囲や地表から宇宙の端まで輸送するこれらの広大な循環パターンの重要性を示しています」とLASPの科学者で研究の共著者であるソナル・ジェイン氏はプレスリリースで説明した。
興味深いことに、大気脈動は毎晩正確に3回発生しますが、春と秋にのみ発生します。科学者たちはまた、冬の極地上空で不可解な波動や渦巻き模様、そして異常に明るい斑点が観測されたことも記録しました。
これらの明るい領域では、ガスが垂直方向の風によって下方に押し下げられ、大気密度の高い領域に流れ込みます。NASAのプレスリリースによると、この現象は一酸化窒素を生成する化学反応を加速させ、「紫外線の輝きの源」となります。紫外線の放射は主に地表から64キロメートル（40マイル）の高度で発生し、直径965キロメートル（600マイル）にも及ぶ斑点も見られます。
これらの発光は、火星の不気味な緑色の輝きと混同してはいけません。これは太陽光が上層大気の酸素分子を励起することで生じる可視光線です。火星地上の人間観測者には、これらの夜景は目に見えません。将来的には、植民者にとって、紫外線ゴーグルを使ってこれらの夜景を観察する楽しいアクティビティになるかもしれません。これは地球のオーロラ観察に似た、天体観測の趣味です。これらの明るい斑点は時速180マイル（290キロメートル）に達する速度で火星の夜空を横切るので、これはかなりの壮観となるでしょう。
