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日前，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)、國家空間科學(xué)中心和澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)等中外科研機(jī)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，取得了重要成果。

“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)致其信號強(qiáng)度和頻率發(fā)生變化。科學(xué)家通過對這些影響的研究，可以反演研究太陽的活動(dòng)情況。

2021年火星日凌期間（9月下旬到10月中旬），“天問一號”環(huán)繞器和歐洲航天局“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，多國科學(xué)家利用國內(nèi)外十多個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡，觀測兩個(gè)探測器的信號受太陽影響情況。

2021年10月9日，當(dāng)火星投影點(diǎn)距離日心2.6 Rs（太陽半徑）時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)6個(gè)觀測站接收到“天問一號”“火星快車”的無線電信號頻率出現(xiàn)了最強(qiáng)±20Hz、時(shí)間長達(dá)10分鐘的擾動(dòng)。

研究通過對擾動(dòng)信號的分析發(fā)現(xiàn)，在無線電信號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。與大角度分光日冕儀在同一時(shí)期獲取的光學(xué)遙感觀測數(shù)據(jù)對比后，研究發(fā)現(xiàn)此次的電子總含量變化是日冕物質(zhì)拋射現(xiàn)象所致。

同時(shí)，在火星投影點(diǎn)附近更小的空間尺度范圍內(nèi)，研究觀測到因日冕物質(zhì)拋射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，被稱為“太陽上空飄揚(yáng)的彩帶”，反映了磁場對太陽風(fēng)等離子體運(yùn)動(dòng)的約束情況。通常情況下，冕流波利用光學(xué)手段通過日冕儀進(jìn)行觀測，但受到觀測背景亮度的限制。研究運(yùn)用射電方法觀測到背景較暗且光學(xué)手段無法分辨的冕流波細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，為未來開展冕流波觀測提供了新方法。

本次觀測在日冕物質(zhì)拋射離去時(shí)，探測到初生高速太陽風(fēng)流。初生太陽風(fēng)是指剛剛從太陽射出的太陽風(fēng)。一般認(rèn)為，初生太陽風(fēng)是低速的，在距離日心5Rs~20Rs范圍內(nèi)加速后才會(huì)形成高速太陽風(fēng)。而本次觀測在距離日心2.6Rs的位置便發(fā)現(xiàn)了速度高達(dá)上千公里每秒的高速太陽風(fēng)現(xiàn)象。研究推測初生高速太陽風(fēng)流可能是受到來自太陽的磁流體動(dòng)力學(xué)波的影響而形成。此次觀測工作表明，多站觀測的方法可為探究太陽風(fēng)流動(dòng)與磁流體波動(dòng)提供觀測數(shù)據(jù)支持。

（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）