IT之家 1 月 16 日消息，據(jù)中國科學(xué)院上海天文臺(tái)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(xué)院上海天文臺(tái)、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心、北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)、澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)和歐洲甚長基線干涉測量研究所等中外科研機(jī)構(gòu)，利用“天問一號(hào)”環(huán)繞器和“火星快車”軌道器的測控通信信號(hào)，聯(lián)合開展了對(duì)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(xué)快報(bào)（The Astrophysical Journal Letters）》上。
火星日凌是指地球、火星運(yùn)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(hào)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(dǎo)致其信號(hào)強(qiáng)度和頻率發(fā)生變化，科學(xué)家通過對(duì)這些影響的研究，可以反演研究太陽的活動(dòng)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(xué)院上海天文臺(tái)網(wǎng)站，下同
2021 年火星日凌期間，“天問一號(hào)”環(huán)繞器和歐空局“火星快車”軌道器任務(wù)團(tuán)隊(duì)控制兩個(gè)探測器定期向地球發(fā)射無線電信號(hào)，多國科學(xué)家利用國內(nèi)外十多個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡，對(duì)兩個(gè)探測器的信號(hào)受太陽影響情況進(jìn)行了觀測。
火星日凌期間，多個(gè) VLBI 測站對(duì)天問一號(hào)和火星快車進(jìn)行觀測
2021 年 10 月 9 日，當(dāng)火星投影點(diǎn)（火星在太陽附近的投影）距離日心 2.6 Rs（太陽半徑）時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn) 6 個(gè)觀測站接收到“天問一號(hào)”與“火星快車”的無線電信號(hào)頻率出現(xiàn)了最強(qiáng) ±20Hz、時(shí)間長達(dá) 10 分鐘的擾動(dòng)。
通過對(duì)擾動(dòng)信號(hào)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)在無線電信號(hào)傳播過程中穿越臨日空間時(shí)，該區(qū)域的電子總含量發(fā)生了上千個(gè) TECU（總電子數(shù)單位，1TECU=1016 個(gè)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(shí)期獲取的光學(xué)遙感觀測數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)信號(hào)的折射與散射效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)頻率產(chǎn)生擾動(dòng)。
由于相同的頻率擾動(dòng)信號(hào)抵達(dá)不同位置測站的時(shí)間不同，通過頻率擾動(dòng)信號(hào)與各測站之間的傳播距離與傳播時(shí)間，可計(jì)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(dòng)的空間傳播情況。
同時(shí)，在火星投影點(diǎn)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(dòng)現(xiàn)象，又被稱為“太陽上空飄揚(yáng)的彩帶”，反映了磁場對(duì)太陽風(fēng)等離子體運(yùn)動(dòng)的約束情況。
IT之家了解到，本次觀測還在 CME 離去時(shí)，探測到初生高速太陽風(fēng)流。初生太陽風(fēng)指剛剛從太陽射出的太陽風(fēng)。
據(jù)介紹，此項(xiàng)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(shí)間分辨率和高空間分辨率優(yōu)勢。該方法可以對(duì)原位探測器無法進(jìn)入的臨日空間和光學(xué)手段無法識(shí)別的空間小尺度快速變化現(xiàn)象進(jìn)行觀測，有助于研究人員更加細(xì)致地研究臨日空間環(huán)境及其對(duì)深空通信的影響。
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