エクソマーズ微量ガス探査機（ExoMars Trace Gas Orbiter）による大気観測によると、赤い惑星には緑色の帯が見られる。地球以外の惑星でこのような現象が記録されたのは初めてだ。
ネイチャー・アストロノミー誌に掲載された新たな研究によると、地球と同様に火星の昼側の大気には緑色の大気光が放射されている。この緑色は、太陽光が上層大気中の酸素分子を励起することで発生する。
この緑色の輝きは非常に微かですが、国際宇宙ステーションの宇宙飛行士たちは、地球上で起こっているこの現象を観察するのに最適な席に座っています。彼らは地球の縁、つまり宇宙空間と交差しているように見える地球の湾曲した端を観察する際に、大気光を見つけることができるのです。
大気光のグリーンライン発光は、オーロラ（一般にオーロラや南極光として知られています）と混同しないでください。オーロラは、大気分子（酸素と窒素）と、地球の磁場から発生する高速で移動する粒子（電子）との衝突によって発生します。グリーンライン発光にも酸素原子が関与しており、緑色の色合いを生み出します。昼間の発光は、太陽光がこれらの原子や分子を直接励起することで発生します（火星には強力な磁場がありません）。夜光の発光は、破壊された分子が再結合することで発生します。
火星にも酸素は確かに存在しますが、地球と同じレベルではありません。実際、火星の大気中の酸素は、二酸化炭素が分解した際に生じる副産物として存在しています。これは、太陽光線によって2つの酸素原子のうち1つが破壊された結果です。ベルギーのリエージュ大学のジャン＝クロード・ジェラール氏が率いる新たな研究によると、まさにこのプロセスが緑色の輝きを生み出しているのです。
火星の緑色の大気光は40年前から存在すると予測されていたが、これが初めて確認された検出であり、2016年から火星を周回している衛星、エクソマーズ微量ガス探査機によって可能になった成果である。探査機はNOMAD分光計で火星の昼側の表面を紫外線と可視光の両方でスキャンし、励起酸素を検出した。
「これまでの観測では火星の緑色の輝きは捉えられていなかったため、我々は[紫外線・可視分光計]の向きを変えて、国際宇宙ステーションから撮影された地球の画像で見られる視点と同様に、火星の『端』に向けることにしました」とベルギー王立宇宙大気研究所のアン・カリーヌ・ヴァンダエレ氏はESAのプレスリリースで説明した。
研究者たちは火星表面から20～400km上空で測定を行いました。緑色の酸素の放出はこれらの高度全てで確認されましたが、最も強かったのは地表から80km上空でした。その強さは、火星と太陽の距離の変化に応じて変化しました。
興味深いことに、この技術は火星の大気の密度を測定するために使用できるようになっています。これは、軌道上の衛星や探査機を火星表面に運ぶパラシュートが受ける大気抵抗を考慮する必要がある今後のミッションに役立つ可能性があります。
火星関連のその他のニュースとして、NASAの探査機キュリオシティが火星の夜空に浮かぶ地球と金星の写真を撮影しました。どちらの惑星も明るい光の点のように見え、太陽から3番目の惑星は4番目の惑星から見ると2番目の惑星よりも明るく輝いています。この画像は2020年6月5日、キュリオシティが薄暮の明るさを測定している際に撮影されました。
