2月18日，美國“毅力”號火星探測器進入火星大氣層，在7分鐘內完成進入、下降和著陸后，在火星赤道以北的耶澤羅隕石坑成功著陸，將先行開展探測任務。
一直以來，火星都是科學家探測和研究的重要天體，火星上是否曾經存在過液態水?其主磁場為何會消失?火星原本的大氣層究竟去哪了?關于火星的秘密，還有許多許多，科學家一直通過各種手段去探測、揭示火星的種種奧秘。
但有時候，也許我們的目光應該從火星上移開，去關注一下火星附近的“小朋友”。
2月1日，一項發表在《自然地球科學》上的研究報告顯示，研究人員在火星的最大衛星——火衛一軌道附近觀測到了來自火星大氣的粒子流。研究人員表示，這些粒子中，有許多是氧、碳、氮和氬粒子。數十億年來，隨著火星大氣層的脫落，這些粒子從火星大氣層中逃逸，科學家推測，這些逃逸的粒子很可能保存在火衛一的表面。
火衛一上，也許保存著揭示火星謎團的點點“證據”。
從方向與成分追溯粒子源頭
行星大氣中的原子和分子，有時會以離子的形式逃逸，加速進入太空。當這顆行星擁有一個繞其運行的衛星時，那些逃逸原子和分子可能會被植入衛星的表面，并保存在其表層部分。
科學家推測，火星原本也曾擁有濃厚的大氣層。“但由于沒有像地球那樣的主磁場，火星大氣暴露在太陽風中，其大氣成分被太陽紫外線電離后，成為帶電的分子或原子。太陽風的電場加速這些帶電粒子，向著太陽的反方向逃逸。”中國科學院國家空間科學中心研究員李磊表示，這些粒子在逃逸過程中，很可能撞到火衛一上，被火衛一的風化層吸收，從而保留了下來。
那么，科學家是如何判斷出火衛一軌道附近的粒子是來源于火星大氣層而非其他途徑呢?李磊表示，火星附近空間的主要粒子源只有2個，一個是火星大氣，令一個就是太陽風，這兩者的成分不同、能量不同，比較容易區分。當然，不排除行星際空間中還有其他來源的粒子，但這些粒子數量非常稀少，幾乎可以忽略不計。
此外，火星大氣中的帶電粒子經過太陽風加速后，進入探測器時會產生電信號，通過測量電信號，就可以反推出粒子的速度、方向、成分等參數。李磊表示，這些粒子是從一定的方向進入儀器的，根據這個方向也可以判斷其是否來自火星。
通過火衛一來了解火星的前世今生
此次發現得益于火星大氣與揮發份演化探測器——“馬文”號(MAVEN)探測器。“馬文”號探測器是世界上第一顆專門用于研究火星高層大氣的探測器，它于2013年11月18日發射，2014年9月22日進入環繞火星的橢圓軌道。
與已經抵達火星表面的“毅力”號火星探測器不同，“馬文”號探測器在大部分時間里都會在近火點約150千米、遠火點約6000千米的橢圓軌道環繞火星運行。即便距離火星最近時，也與火星表面相隔125千米，即火星高層大氣的“最下邊界”，以獲得不同高度的火星大氣分析數據。
“馬文”號探測器在環繞火星運轉時，每天都穿過火衛一的軌道5次，研究人員正是利用此次機會，在火衛一軌道附近，發現了來自火星大氣的帶電粒子。科學家不僅能夠通過研究這些粒子，揭示火星大氣逃逸的歷史，還可以通過采集分析火衛一土壤的樣本，研究火星不同時期的大氣成分。
李磊表示，火星大氣的逃逸，與火星氣候變遷有著密切的關系，而火星氣候的變遷又可能導致了其地質條件的改變。
火星曾是一個溫暖潮濕的星球，而如今變成了一個干燥寒冷的世界。有證據表面，火星上的水是通過大氣逃逸的。因此，了解火星大氣的前世今生對研究行星演化有著重要意義。
目前，飛往火星的三大“訪客”中，美國“毅力”號火星探測器已落地。中國的天問一號搭載了離子和中性原子分析器，可以觀測逃逸的火星大氣粒子成分。但李磊也坦言，具體是否可以測量到達火衛一的粒子流，還需要視天問一號的軌道數據而定，如果與火衛一的軌道有交會，就可以開展相關探測。
此外，日本正準備在2024年向火衛一發射火星衛星探測器(MMX)，從火衛一表面收集第一批樣本，并將它們送到地球。到時候，除了能夠獲得火衛一的相關數據外，還有可能在火衛一上，帶回一些關于火星未知的線索。(記者 陳曦)
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