尽管这项研究的大部分数据都来自 MAVEN 太空飞船，但 MAVEN 的灵敏度不足以在火星年的所有时间都看到氘的发射。与地球不同，在漫长的火星冬季，火星在椭圆轨道上远离太阳，氘的发射变得微弱。克拉克和他的团队需要哈勃数据来“填补空白”，并完成三年火星年（每三年相当于 687 个地球日）的年度周期。哈勃还提供了可追溯到 1991 年的额外数据——在 2014 年 MAVEN 抵达火星之前。
这些任务的数据相结合，首次提供了氢原子逃离火星进入太空的整体视图。
动态且湍流的火星大气
“近年来，科学家发现火星的年度周期比人们 10 到 15 年前的预期要活跃得多，”克拉克解释道。“整个大气层非常动荡，在很短的时间内升温、降温，甚至在几小时内。在火星一年中，太阳在火星的亮度变化 40%，大气层随之膨胀和收缩。”
研究小组发现，当火星靠近太阳时，氢和氘的逃逸率会迅速变化。在科学家之前的经典图像中，这些原子被认为会缓慢地向上扩散穿过大气层，达到它们可以逃逸的高度。
但那幅图景已不能准确反映整个故事，因为现在科学家知道大气条件变化非常快。当火星靠近太阳时，水分子（氢和氘的来源）会迅速升入大气层，并在高空释放原子。
第二个发现是氢和氘的变化非常快，以至于原子逃逸需要额外的能量来解释。在高层大气的温度下，只有一小部分原子有足够的速度逃脱火星的引力。当某种东西给原子带来额外的能量时，就会产生更快的（超热）原子。这些事件包括太阳风质子进入大气层的碰撞或推动高层大气化学反应的阳光。
充当代理
研究火星上的水的历史不仅对了解我们太阳系中的行星至关重要，而且对了解其他恒星周围类似地球的行星的演化也至关重要。天文学家发现的此类行星越来越多，但很难对其进行详细研究。火星、地球和金星都位于我们太阳系的宜居带内或附近，宜居带是恒星周围的区域，液态水可以在岩石行星上聚集；然而，这三颗行星目前的状况截然不同。火星及其姊妹行星可以帮助科学家了解银河系中遥远世界的性质。
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该结果发表在美国科学促进会 7 月 26 日出版的《科学进展》上。参考文献：“火星大气中的氢和氘：季节性变化和逃往太空的范式”作者：
关于任务
哈勃太空望远镜发射于三十多年前，至今仍然是太空探索领域的宝贵资产，不断为我们对宇宙的理解做出贡献。该望远镜由美国宇航局戈达德太空飞行中心管理，并得到洛克希德马丁太空公司的支持，是国际合作的灯塔，与欧洲航天局联合运营。巴尔的摩的太空望远镜科学研究所负责科学操作，使哈勃成为天文研究和国际合作的基石。
哈勃令人惊叹的外太阳系大巡游
令人震惊的年度观测揭示了气态巨行星大气层的变化
在希腊神话中，一个被称为泰坦 仓库融资说明仓库融资类型 的巨人种族首先统治了世界。太阳系的古代泰坦是外行星：木星、土星、天王星和海王星。内行星，即水星、金星、地球和火星，挤在一起靠近温暖的太阳，相比之下就像鹅卵石一样。这些庞然大物距离太阳 5 亿至 30 亿英里（8 亿至 48 亿公里），既遥远又神秘，它们的居住地距离太阳如此之远，水会在瞬间结成固态冰。这些所谓的气态巨行星都拥有深厚的漩涡大气层，主要由原始元素组成。它们没有固体表面。20 世纪 70 和 80 年代，美国宇航局的先驱者 10 号和 11 号以及旅行者 1 号和 2 号首次对外太阳系进行了长途跋涉。它们为人类提供了这些极其复杂的星球的令人眼花缭乱的特写照片。20 世纪 90 年代，哈勃太空望远镜的出现，继续了这些行星际探索者未竟的事业。每年，哈勃都会监测木星多彩的漩涡大气的变化、和天王星上来来去去的季节性风暴，以及海王星上游走的暗斑。作为太阳系的气象员，哈勃对这些宏伟巨行星的超精细监测，让天文学家不断洞察其他星球不断变化的万花筒般的天气。
从地球大气层上方的有利位置，NASA 的哈勃太空望远镜完成了今年对外太阳系的盛大巡游——传回的清晰图像补充了行星际航天器当前和过去的观测结果。这是巨行星（木星、土星、天王星和海王星）的领域，其延伸范围是地球与太阳之间距离的 30 倍。
与地球和火星等挤在太阳热量附近的岩石类地行星不同，这些遥远的世界主要由氢、氦、氨、甲烷和深水等寒冷的气态汤组成，它们围绕着一个密集、极热、致密的核心。
哈勃太空望远镜结束了今年对外太阳系的盛大巡游，拍摄了木星、土星、天王星和海王星的清晰图像。图
令人震惊的年度观测揭示了气态巨行星大气层的变化
在希腊神话中，一个被称为泰坦的巨人 欧洲电子邮件 种族首先统治了世界。太阳系的古代泰坦是外行星：木星、土星、天王星和海王星。内行星，即水星、金星、地球和火星，挤在一起靠近温暖的太阳，相比之下就像鹅卵石一样。这些庞然大物距离太阳 5 亿至 30 亿英里（8 亿至 48 亿公里），既遥远又神秘，它们的居住地距离太阳如此之远，水会在瞬间结成固态冰。这些所谓的气态巨行星都拥有深厚的漩涡大气层，主要由原始元素组成。它们没有固体表面。
20 世纪 70 和 80 年代，美国宇航局的先驱者 10 号和 11 号以及旅行者 1 号和 2 号首次对外太阳系进行了长途跋涉。它们为人类提供了这些极其复杂的星球的令人眼花缭乱的特写照片。20 世纪 90 年代，哈勃太空望远镜的出现，继续了这些行星际探索者未竟的事业。每年，哈勃都会监测木星多彩的漩涡大气的变化、和天王星上来来去去的季节性风暴，以及海王星上游走的暗斑。作为太阳系的气象员，哈勃对这些宏伟巨行星的超精细监测，让天文学家不断洞察其他星球不断变化的万花筒般的天气。
从地球大气层上方的有利位置，NASA 的哈勃太空望远镜完成了今年对外太阳系的盛大巡游——传回的清晰图像补充了行星际航天器当前和过去的观测结果。这是巨行星（木星、土星、天王星和海王星）的领域，其延伸范围是地球与太阳之间距离的 30 倍。
与地球和火星等挤在太阳热量附近的岩石类地行星不同，这些遥远的世界主要由氢、氦、氨、甲烷和深水等寒冷的气态汤组成，它们围绕着一个密集、极热、致密的核心。
尽管机器人航天器在过去 50 年中发回了它们访问这四颗巨大行星的照片，但它们旋转的、色彩斑斓的大气层却在不断变化。虽然靠近行星飞行的机器人航天器可以拍摄更清晰的图像，但哈勃望远镜经常重新访问这些遥远的世界，以揭示新的惊喜，为了解它们的狂野天气提供新的见解，这些天气是由云层顶部下方仍未知的动态力量驱动的。
从地球大气层上方的有利位置，美国宇航局的哈勃太空望远镜完成了今年对外太阳系（木星、土星、天王星和海王星）的盛大巡游，发回了清晰的图像，补充了行星际飞船当前和过去的观测结果。图片来源：美国宇航局、欧洲航天局、艾米·西蒙（美国宇航局戈达德太空飞行中心）、迈克尔·H·黄（加州大学伯克利分校）。约瑟夫·德帕斯夸尔（STScI）
哈勃对外行星的快照揭示了这些遥远星球上正在迅速发生的极端和微妙的变化。哈勃的清晰视野让我们深入了解了这些气态巨行星上令人着迷的动态天气模式和季节，并让天文学家能够研究它们大气变化的非常相似和非常不同的原因。
这些哈勃图像是外行星大气遗产计划（OPAL）每年拍摄的各行星地图的一部分。该计划每年提供外行星的全球视图，以观察其风暴、风和云的变化。哈勃的长寿命和独特的有利位置为天文学家提供了每年检查外行星的独特机会。OPAL 计划的知识还可以扩展到我们自己的太阳系之外，用于研究围绕太阳以外的恒星运行的行星的大气层。
