NASA 每日图片（NASA Image of the Day）：《Understanding How Martian Auroras Are Made》，7 月 29 日发布
图片：NASA 每日图片（NASA Image of the Day）· Image credit: NASA · 图片页 · 研究详情。
今天这张图不是照片，是一幅示意图。但它背后的故事有点特别：做出这个发现的探测器，已经不在了。
它叫 MAVEN——“火星大气与挥发物演化 (Mars Atmosphere and Volatile Evolution)”探测器，2014 年起绕着火星飞。2025 年 12 月 6 日，地面站突然收不到它的信号；今年 6 月 3 日，NASA 确认它无法恢复，正式宣布任务结束。可它十一年攒下的数据还在。7 月 23 日，一篇基于这些数据的论文发表在《自然·通讯》上：火星上某些极光的成因，和地球极光竟然是同一套机制。
画面里，太阳从火星背后照过来，一束束黄色的带电粒子扑向这颗行星，把它身上彩虹色的带电粒子一层层剥下来——那些被剥走的粒子朝着你的方向流走，又偏向画面右侧散去。这就是火星大气流失的过程之一，也是 MAVEN 十一年来一直盯着看的事。
地球的极光，是怎么点亮的
地球外面裹着一个巨大的磁泡，叫磁层，它是地球的挡风玻璃。
太阳吹来的磁场线靠近这层磁泡时，两边的磁力线会"接上头"——物理学家管这叫磁重联。一接上，能量和物质就被灌进整个磁层，一路灌到磁层拖在背后的长尾巴里；尾巴末端再把电子像弹弓一样甩回大气层。电子撞上高空的原子，原子被撞得发光，就是极光。
这一整套循环有个名字：邓杰循环。它不只点亮极光，还驱动着磁层里的电流和等离子体的整个流动。
火星没有全球磁场，却有一地的“化石磁场”
问题来了：火星没有这层磁泡。
地球的磁场来自不断翻搅的液态内核，火星的内核早就凉了。它今天有的，是散落在各处的一小块一小块强磁化地壳——每一块头顶都撑着一个微型磁层。
这些磁场是化石。大约四十亿年前，火星还有全球磁场，岩浆在那个磁场里冷却凝固，把当时的磁场方向"冻"进了石头。后来全球磁场消失，太阳风开始一点点剥走大气（就是今天这张图画的事），可磁场留在地壳上的印子还在——四十亿年后，那些印子上方还会亮起极光。
MAVEN 早就拍到过这些极光：不是绕着两极的完整光环，而是一小块一小块，飘在强磁地壳上方。缺的一直是最后一步——那些电子是怎么被加速到能发光的？
新研究给出的答案是：那些微型磁层上方，正在运行一个缩小版的邓杰循环。同样的物理，尺度小了无数倍。论文第一作者、加州大学伯克利分校空间科学实验室的 Shaosui Xu 说，他们知道火星上有磁重联，但没想到它会长成邓杰循环的样子。这个结论也说明，这套机制可大可小——太阳系里可能还有别的地方在悄悄跑着它。
站在火星上，能用眼睛看见吗
能。
2024 年 3 月，太阳打了一个大喷嚏，日冕物质抛射扑向火星。当时"毅力号"火星车正把仪器对着夜空，拍到了 557.7 纳米的绿光——那是氧原子的特征谱线，和地球绿色极光是同一种颜色。这是人类第一次从另一颗行星的地面上，直接看见极光；MAVEN 当时用它的粒子探测器为这次观测做了佐证。
而且因为火星没有全球磁场，极光不必挤在两极。在地球上你得跑到极圈附近才有机会；在火星上，理论上抬头就行——将来真有人住到那儿，这大概是他们能免费看的第一场演出。
当然，好看的东西通常也危险：能点亮极光的高能粒子，同样能伤电子设备和人体。把这套机制弄清楚，本来就是为了将来送人过去时算得准一些。
Shaosui Xu 提到，他读研时曾和导师讨论过火星的地壳磁场会不会自己循环起来；许多年后，答案由他所在的团队给出了。而给出答案所用的数据，来自一台再也不会回话的探测器——它已经沉默了半年多，却还在替人解题。