研究人员利用超低成本火星轨道探测器在地球和火星位于太阳两侧（这种合相通常大约每两年发生一次）时向地球发送的无线电信号，研究了太阳日冕的湍流。来自轨道探测器的无线电信号以10个太阳半径（1个太阳半径=696,340公里）的近距离穿过了太阳日冕区域。研究人员分析了接收信号的频率残差，从而获得了日冕湍流频谱。研究结果似乎与帕克太阳探测器的原位观测结果一致。火星轨道探测器任务（MOM）提供了一个成本极低的机会来研究日冕区域的动力学（在缺乏成本极高的原位太阳探测器的情况下），并为我们提供了新的视角，即如何利用火星轨道探测器向地球发送的无线电信号来研究太阳日冕区域的湍流，从而帮助改进对太阳活动的预测。这对于地球上的生命形式和文明具有重要意义。
印度空间研究组织（ISRO ）的火星轨道探测器（MOM）于2013年11月5日发射，原计划任务寿命为6个月。目前，该探测器已远远超过其原计划寿命，正处于扩展任务阶段。
一组研究人员利用轨道飞行器发出的无线电信号，研究了地球和火星位于太阳两侧时的太阳日冕。在通常大约每两年发生一次的合相期间，轨道飞行器发出的无线电信号会穿过距离太阳中心仅 10 个太阳半径（1 个太阳半径 = 696,340 公里）的日冕高度，这为研究太阳动力学提供了机会。
太阳日冕是一个温度可高达数百万摄氏度的区域。太阳风起源于此并在此加速，席卷行星际空间，塑造行星磁层，并影响近地空间天气环境。研究日冕至关重要¹。虽然拥有原位探测器是理想之选，但利用无线电信号（由航天器发射，经日冕区域传播后到达地球接收）也是一种极佳的替代方案。
在近期发表于《皇家天文学会月刊》的论文2中，研究人员研究了太阳活动周期下降阶段日冕区域的湍流，并指出太阳风加速，且其从亚阿尔芬流向超阿尔芬流的转变发生在约10-15个太阳高度角（Rʘ）处。与太阳活动高峰期相比，他们在相对较低的日球高度就达到了饱和状态。此外，帕克3号探测器对日冕的直接观测似乎也支持了这一发现。
由于日冕是一种带电等离子体介质并具有固有的湍流，它会在穿过它的电磁无线电波的参数中引入色散效应。 日冕介质中的湍流会产生等离子体密度的波动，这些波动被记录为通过该介质出现的无线电波相位的波动。 因此，在地面站接收到的无线电信号包含传播介质的特征，并对其进行频谱分析以得出介质中的湍流频谱。 这构成了航天器用于研究日冕区域的日冕无线电探测技术的基础。
对从信号中获得的多普勒频率残差进行频谱分析，以获得日心距离在 4 到 20 Rʘ 之间的日冕湍流频谱。 这是太阳风主要加速的区域。 湍流状态的变化很好地反映在时间频率波动谱的谱指数值中。 观察到，在较低的日心距离 (<10 Rʘ) 处的湍流功率谱（频率波动的时间谱）在对应于太阳风加速区域的较低光谱指数的较低频率区域变得平坦。 靠近太阳表面的较低光谱指数值表示湍流仍然不发达的能量输入状态。 对于较大的日心距离（> 10Rʘ），曲线变陡，光谱指数接近 2/3，这表明发展的 Kolmogorov 型湍流的惯性状态，其中能量通过级联传输。
湍流光谱的整体特征取决于诸如太阳活动周期的阶段、太阳活动区域的相对普遍性和日冕洞等因素。 这项基于 MOM 数据的工作报告了对太阳周期 24 微弱最大值的洞察，该周期被记录为一个特殊的太阳周期，其总体活动低于其他先前的周期。
有趣的是，这项研究展示了一种使用无线电探测方法来调查和监测日冕区域湍流的非常低成本的方法。 这对于密切关注太阳活动非常有帮助，这反过来又对预测所有重要的太阳天气至关重要，尤其是在地球附近。
***
DOI：https://doi.org/10.29198/scieu/2201151
***
参考文献：
- 普拉萨德大学，2021。 太空 天气、太阳风干扰和无线电爆发。科学欧洲。发布于 11 年 2021 月 XNUMX 日。可在 http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/
- 耆那教， 等 2022.使用来自印度火星轨道飞行器任务的 S 波段无线电信号对太阳周期 24 后极大阶段的太阳日冕动力学进行研究。 皇家天文学会月刊, stac056. 26 年 2021 月 13 日以原始形式收到。2022 年 XNUMX 月 XNUMX 日出版。DOI： https://doi.org/10.1093/mnras/stac056
- J. C. Kasper 等人。 派克太阳探测器进入以磁为主的日冕。 物理。 牧师莱特。 127, 255101。31 年 2021 月 14 日收到。2021 年 XNUMX 月 XNUMX 日出版。DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101
***
 of India Space Research Organisation (ISRO) offers New Insight into Prediction of Solar Activity.){kind=link}