NASA的好奇号火星探测车在1月17日录制了一段16分钟的视频，记录了这些夜光云（Noctilucent Clouds）或暮光云（Twilight Clouds）的飘动。（该循环视频的播放速度被加快了约480倍。）从云层中垂落的白色羽状物是二氧化碳冰晶，当接近火星表面时，它们会蒸发。
影像来源: NASA/JPL-Caltech/MSSS/SSI
虽然这些火星云层可能看起来与地球上的云类似，但它们包含冻结的二氧化碳，也称为干冰（Dry Ice）。
NASA的好奇号火星探测车通过Mastcam（桅杆相机，探测车的“眼睛”）拍摄到了一系列带有红色和绿色光晕的云层漂浮在火星天空中的图像。这些图像拍摄于1月17日（火星任务的第4,426个火星日或Sol），完整记录了这类夜光云的最新观测情况。夜光云的名称来源于拉丁语“Noctilucent”，意为“夜间发光”，它们在夕阳散射的光线作用下呈现出微妙的色彩。
有时，这些云甚至会展现出彩虹般的色彩，形成虹彩云（Iridescent Clouds）或“珍珠母云”（Mother-of-Pearl Clouds）。由于它们的亮度较低，无法在白天看到，只有当云层高度特别高且夜幕降临时，才能清晰可见。
火星云的组成
火星上的云层主要由水冰组成，但在更高的海拔和更低的温度下，也可能由二氧化碳冰组成。（由于火星大气95%以上是二氧化碳。）目前，只有二氧化碳冰云曾在火星上被观测到具有虹彩现象。在最新拍摄的图像中，这些云层出现在约37至50英里（60至80公里）的高空，形成明亮的光斑。此外，一些白色羽状云也能被看到，它们穿过火星大气层，并下降到约31英里（50公里）的高度，然后由于温度升高而蒸发。在图像的底部，还能短暂地看到一些水冰云，它们位于约31英里（50公里）高的大气层中，并向相反方向飘移。
暮光云的黎明
NASA的探路者号（Pathfinder）任务在1997年首次在火星上发现了暮光云，而好奇号（Curiosity）直到2019年才首次拍摄到云层中的虹彩现象。这是该探测车第四次在火星年周期内观测到这一现象，它通常出现在火星南半球的初秋时节。
科罗拉多州博尔德的空间科学研究所（SSI）大气科学家马克·莱蒙（Mark Lemmon）领导了一项研究，该研究总结了好奇号在前两个火星年内对暮光云的观测结果，并于去年年底发表在《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上。他回忆道：“我永远不会忘记第一次看到这些虹彩云的情景，当时我还以为那只是某种色彩误差。但现在，它变得如此可预测，我们甚至可以提前规划拍摄，云层总是在相同的季节出现。”
每一次观测，都是了解火星云层中粒子大小和生长速度的机会，这反过来能帮助科学家更深入地理解火星大气的特性。
云层之谜
一个尚未解开的谜团是：为什么由二氧化碳冰组成的暮光云只在某些特定区域被发现，而在火星的其他地方却没有观测到？
好奇号于2012年降落在盖尔撞击坑（Gale Crater）内的夏普山（Mount Sharp），该区域位于火星赤道以南。探路者号则降落在火星赤道以北的阿瑞斯谷（Ares Vallis）。然而，NASA的毅力号（Perseverance）探测车自2021年在北半球的耶泽罗撞击坑（Jezero Crater）着陆以来，从未观测到二氧化碳冰的暮光云。莱蒙和其他科学家推测，某些火星区域可能更容易形成这种云层。
他指出，这些云层可能与引力波（Gravity Waves）有关。引力波能够冷却大气，从而促成云层的形成。他解释道：“此前，我们并不认为二氧化碳会在这些地区冷凝成冰，所以一定有某种机制在将大气温度降至足以让其发生冷凝的程度。然而，目前对火星上的引力波并没有完全掌握，我们还无法完全确定是什么导致某些地方出现暮光云，而其他地方却没有。”
Mastcam的部分视角
这些新的暮光云似乎被框在一个部分打开的圆形视角内。这是因为它们是由Mastcam（桅杆相机）的两台彩色摄像机之一拍摄的，即左侧34毫米焦距的Mastcam。然而，该摄像机的滤镜轮被卡在两个位置之间，导致视角受限。尽管如此，NASA位于加利福尼亚州南部的喷气推进实验室（JPL）仍然能够使用这台摄像机以及右侧的高分辨率100毫米焦距摄像机进行彩色成像。
最近，好奇号刚刚完成了对盖迪兹谷通道（Gediz Vallis Channel）的调查，并正在前往一个新的地点，该地点具有箱状构造（boxwork），即由地下水形成的裂缝，从太空俯视时，看起来像巨大的蜘蛛网。
此外，好奇号还探测了一个被昵称为“Rustic Canyon”的撞击坑，并拍摄了相关图像，同时分析了其周围岩石的成分。这个撞击坑直径67英尺（20米），较为浅层，由于长期侵蚀，它的边缘大部分已经消失，表明其形成时间可能已有数百万年之久。
好奇号的科学团队研究陨石坑的原因之一是，陨石坑的撞击过程能够将长期埋藏于地下的物质暴露出来，这些物质可能比火星表面岩石更好地保存有机分子，因为它们较少受到宇宙辐射的影响。这些有机分子可以提供关于远古火星环境的线索，揭示该行星在数十亿年前是否具备支持微生物生命的条件。
关于好奇号的更多信息
好奇号由位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室（JPL）建造，JPL由加州理工学院管理。JPL代表NASA的科学任务理事会领导这次任务。Mastcam（桅杆相机）由圣地亚哥的马林太空科学系统公司（Malin Space Science Systems）设计并负责运营。
如欲了解更多关于好奇号的信息，请访问：
science.nasa.gov/mission/msl-curiosity
参考来源:
NASA’s Curiosity Rover Captures Colorful Clouds Drifting Over Mars
