IT之家 1 月 16 日消息，據(jù)中國科學院上海天文臺網(wǎng)站，2021 年火星日凌期間（9 月下旬到 10 月中旬），在國家航天局支持下，中國科學院上海天文臺、中國科學院國家空間科學中心、北京大學地球與空間科學學院、中國科學院國家天文臺、澳大利亞塔斯馬尼亞大學和歐洲甚長基線干涉測量研究所等中外科研機構(gòu)，利用“天問一號”環(huán)繞器和“火星快車”軌道器的測控通信信號，聯(lián)合開展了對太陽的日凌掩星觀測，取得重要研究成果。相關(guān)研究論文已發(fā)表在國際專業(yè)期刊《天體物理學快報（The Astrophysical Journal Letters）》上。

火星日凌是指地球、火星運行至太陽兩側(cè)且三者近乎處于一條直線的自然現(xiàn)象。火星日凌期間，探測器向地球測控站發(fā)射的無線電信號經(jīng)過臨近太陽空間（以下簡稱“臨日空間”），受太陽電磁輻射干擾導致其信號強度和頻率發(fā)生變化，科學家通過對這些影響的研究，可以反演研究太陽的活動情況。

▲ 日凌期間，地球、火星與太陽之間的位置關(guān)系 | 圖自中國科學院上海天文臺網(wǎng)站，下同

2021 年火星日凌期間，“天問一號”環(huán)繞器和歐空局“火星快車”軌道器任務(wù)團隊控制兩個探測器定期向地球發(fā)射無線電信號，多國科學家利用國內(nèi)外十多個射電望遠鏡，對兩個探測器的信號受太陽影響情況進行了觀測。

火星日凌期間，多個 VLBI 測站對天問一號和火星快車進行觀測

2021 年 10 月 9 日，當火星投影點（火星在太陽附近的投影）距離日心 2.6 Rs（太陽半徑）時，研究人員發(fā)現(xiàn) 6 個觀測站接收到“天問一號”與“火星快車”的無線電信號頻率出現(xiàn)了最強 ±20Hz、時間長達 10 分鐘的擾動。

通過對擾動信號分析，研究人員發(fā)現(xiàn)在無線電信號傳播過程中穿越臨日空間時，該區(qū)域的電子總含量發(fā)生了上千個 TECU（總電子數(shù)單位，1TECU=1016 個電子 / 平方米）的變化。經(jīng)過與大角度分光日冕儀 (LASCO) 在同一時期獲取的光學遙感觀測數(shù)據(jù)對比后發(fā)現(xiàn)，此次的電子總含量變化是由于日冕物質(zhì)拋射 (CME) 現(xiàn)象引起的。CME 現(xiàn)象作為太陽上最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象之一，可快速拋射大量攜帶有磁場的等離子體，這些等離子體對信號的折射與散射效應(yīng)會導致信號頻率產(chǎn)生擾動。

由于相同的頻率擾動信號抵達不同位置測站的時間不同，通過頻率擾動信號與各測站之間的傳播距離與傳播時間，可計算得到 CME 的等離子體拋射速度，因此多站聯(lián)測可以用來研究臨日空間太陽活動的空間傳播情況。

同時，在火星投影點附近更小的空間尺度范圍內(nèi)，觀測到了因 CME 與冕流相互作用引起的冕流波。冕流波是一種大尺度日冕波動現(xiàn)象，又被稱為“太陽上空飄揚的彩帶”，反映了磁場對太陽風等離子體運動的約束情況。

IT之家了解到，本次觀測還在 CME 離去時，探測到初生高速太陽風流。初生太陽風指剛剛從太陽射出的太陽風。

據(jù)介紹，此項工作得益于探測器射電遙感觀測方法的高靈敏度，以及多站聯(lián)合觀測具有的高時間分辨率和高空間分辨率優(yōu)勢。該方法可以對原位探測器無法進入的臨日空間和光學手段無法識別的空間小尺度快速變化現(xiàn)象進行觀測，有助于研究人員更加細致地研究臨日空間環(huán)境及其對深空通信的影響。

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