研究进展

行星际空间环境研究进展

发布时间:2023-08-29

  上海天文台天马望远镜团队和南科大空间等离子体团队利用火星探测器的深空探测数据,反演行星际空间太阳风等离子体的密度涨落,研究太阳风微观湍流谱,并测量临日空间太阳风速。 

  早在2015年,上海天文台天马望远镜团队利用佘山25米天线,对欧洲火星快车的日凌进行探测,研究临日空间等离子体环境对射电信号的影响,统计分析了不同太阳距离处太阳风等离子体密度涨落的微观湍流谱,反演太阳风折射结构常数(Ma Maoli, et al. 中国科学, 2017) 

  2017年,天马站再次对欧洲火星快车的日凌进行观测支持,研究者利用多个射电望远镜的观测数据,在距离太阳4.9 9.9 个太阳距离的临日空间,成功地测量到高速太阳风 (Ma Maoli, et al. AJ, 2021) 

  2021年,我国首次火星探测天问一号的深空探测,在保障 VLBI 测定轨任务的同时,也为行星际空间环境的探测积累了宝贵的数据。研究者通过对差分单向测距 DOR 信号的处理与分析,发现在2021323618日,DOR 差分相时延出现明显的下降。研究者反演了电子总含量的相对变化。经过与太阳风的就地测量数据比较,发现 DOR 差分相时延的下降是由日冕物质抛射的鞘层引起的 (He Qingbao, et al. ApJL, 2022) 

  在临日空间太阳风速度测量的应用上,天马或佘山站与国内南山站形成东西分布的基线,非常适用于低纬度处太阳风速度的测量。结合国内外 VLBI 观测站,以及天问一号多频率 DOR 信号,未来有望利用天马/佘山站在临日空间及行星际空间等离子体环境测量中继续开展有意义的工作。 

    

  注:由相关性获得的不同测站等离子体密度涨落的时延差,反映了等太阳离子体的传播 

  图1 9.9Rs不同测站获得的太阳风等离子体密度涨落的微观湍流谱及相关性 

    

     

  日冕物质抛射的鞘层引起VLBI差分相时延的变化 

  

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