科技日報訊 (記者頡滿斌)8月7日，記者從(cong) 中科院近代物理研究所了解到，近期，由澳門科技大學、中國地質大學(北京)、中科院近代物理研究所、蘭(lan) 州空間技術物理研究所、中國科學技術大學、美國阿拉巴馬大學亨茨維爾分校和中科院國家空間科學中心組成的研究團隊，利用天問一號火星能量粒子分析儀(yi) 獲得了首個(ge) 科學成果，研究討論了基於(yu) 該載荷在地火轉移軌道中觀測到的一個(ge) 太陽高能粒子事件。相關(guan) 結果於(yu) 日前發表在《天體(ti) 物理學雜誌快報》上，並被美國天文學會(hui) (AAS)選為(wei) 亮點工作，並進行了專(zhuan) 題報道。

　　火星能量粒子分析儀(yi) 是我國首個(ge) 用於(yu) 研究行星際和近火星空間輻射環境的載荷，由中科院近代物理所和蘭(lan) 州空間技術物理研究所聯合研製，於(yu) 2020年7月搭載在天問一號火星探測器上發射升空，正式開啟了探測任務。

　　2020年11月29日，火星能量粒子分析儀(yi) 在地火轉移軌道距太陽1.39個(ge) 天文單位(au)處，觀測到第25個(ge) 太陽活動周期的首個(ge) 大範圍太陽高能粒子事件。

　　事件發生時，天問一號與(yu) 地球近似處於(yu) 同一磁力線上，這使得天問一號和地球附近航天器能夠在相隔數千萬(wan) 公裏的地方觀測到來自相同源區的太陽高能粒子，為(wei) 研究太陽高能粒子沿磁力線在行星際空間的傳(chuan) 播提供了一個(ge) 寶貴的機會(hui) 。

　　理解太陽高能粒子的加速與(yu) 傳(chuan) 播機製一直是空間物理和空間天氣研究的重要課題之一。一旦離開近地環境進入太空、失去地球磁場的保護，宇航員及航天器就必然暴露在強烈的高能粒子輻射之中。與(yu) 通量長期穩定的銀河宇宙線不同，太陽高能粒子事件的發生具有偶發性和不可預測性。該類事件爆發時產(chan) 生的能量粒子通常起源於(yu) 太陽耀斑爆發和日冕物質拋射驅動的激波加速過程，其通量可高於(yu) 背景宇宙線達幾個(ge) 數量級，不僅(jin) 會(hui) 對行星際和近地空間輻射環境帶來巨大影響，也對載人航天和深空探測等空間任務構成巨大威脅。

　　通過對比分析2020年11月29日事件期間，火星能量粒子分析儀(yi) 和地球附近航天器的質子通量觀測數據，研究團隊發現天問一號和地球附近航天器關(guan) 聯的磁力線並沒有連接到太陽表麵的爆發源區和行星際激波，這意味著高能粒子必須跨越磁力線才能到達天問一號和地球附近航天器。另外，研究團隊還發現兩(liang) 個(ge) 位置處觀測到的質子能譜形狀非常相似，均表現為(wei) 雙冪律譜，並且它們(men) 的質子強度時間曲線在太陽高能粒子事件衰減階段也有著相似的演化趨勢，呈現出典型的蓄水池現象。研究團隊認為(wei) ，雙冪律能譜很可能是在激波加速源區產(chan) 生，而傳(chuan) 播過程中的垂直擴散效應是解釋該事件中蓄水池現象的關(guan) 鍵因素。此外，研究團隊還討論了太陽高能粒子事件峰值強度的徑向相關(guan) 性和磁力線長度相關(guan) 性等。

　　在此次太陽高能粒子事件中，火星能量粒子分析儀(yi) 與(yu) 近地航天器的觀測數據具有非常好的一致性，這表明火星能量粒子分析儀(yi) 儀(yi) 器功能與(yu) 性能均符合設計預期，儀(yi) 器測得的數據質量可靠，為(wei) 後續環火星探測數據的研究奠定了良好基礎，有望助力更好地了解火星輻射環境以及規劃深空探測任務。