記者11月4日從中國(guó)科大獲悉，近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授汪毓明領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，利用我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”環(huán)繞器的磁場(chǎng)和等離子體觀測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合美國(guó)“火星大氣與揮發(fā)物演化”(MAVEN)探測(cè)器的觀測(cè)數(shù)據(jù)，揭示了火星弓激波整體大幅振蕩的原因。10月31日，研究成果發(fā)表于《自然-通訊》。
弓激波是天體與行星際太陽(yáng)風(fēng)相互作用的第一道界面，其動(dòng)態(tài)變化的行為不僅反映了太陽(yáng)風(fēng)對(duì)天體的擾動(dòng)影響，還反映了天體本身的磁場(chǎng)和等離子體特性，是理解天體空間環(huán)境狀態(tài)和變化規(guī)律的重要交界面。火星弓激波是超磁聲速太陽(yáng)風(fēng)在火星附近減速為亞磁聲速并發(fā)生偏轉(zhuǎn)的區(qū)域，其位置反映了太陽(yáng)風(fēng)與火星空間環(huán)境相互作用的強(qiáng)度。研究表明，火星弓激波位置受太陽(yáng)極紫外輻射、太陽(yáng)風(fēng)動(dòng)壓、行星際磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向等多種參數(shù)影響。
研究團(tuán)隊(duì)曾對(duì)太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)下火星弓激波的行為開(kāi)展研究，展示了火星弓激波分鐘尺度、百公里量級(jí)的整體振蕩行為。然而，研究中團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在微弱的太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)下，火星弓激波大多比較平穩(wěn)，但有時(shí)也會(huì)發(fā)生類似的整體振蕩。這是由于攜帶巖石剩磁的火星自轉(zhuǎn)引起的，還是太陽(yáng)風(fēng)特殊條件驅(qū)動(dòng)的?其物理過(guò)程并不清楚。
在前期工作基礎(chǔ)上，利用“天問(wèn)一號(hào)”環(huán)繞器與MAVEN探測(cè)器的聯(lián)合觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)弱太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)條件下火星弓激波的振蕩行為展開(kāi)深入分析。通過(guò)對(duì)火星巖殼磁場(chǎng)分布特征和太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)的分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)馬赫數(shù)較低時(shí)，火星弓激波強(qiáng)度較弱，即使受到輕微擾動(dòng)也易引發(fā)振蕩;而在馬赫數(shù)較高時(shí)，即便擾動(dòng)更強(qiáng)，弓激波仍可能保持穩(wěn)定。該現(xiàn)象通過(guò)數(shù)值模擬得到進(jìn)一步驗(yàn)證。
該研究基于我國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”的自主探測(cè)數(shù)據(jù)，特別是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)負(fù)責(zé)研制的火星磁強(qiáng)計(jì)所提供的磁測(cè)數(shù)據(jù)，揭示了火星空間環(huán)境對(duì)弱太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)的響應(yīng)機(jī)制。該成果完善了對(duì)太陽(yáng)風(fēng)與火星空間環(huán)境相互作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)，深化了關(guān)于太陽(yáng)風(fēng)與非磁化行星相互作用過(guò)程的理解，繼續(xù)書(shū)寫(xiě)了我國(guó)火星自主探測(cè)的科學(xué)故事。
責(zé)任編輯：陸迪
