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行星低频射电爆发的空间探测进展

2021-03-03平劲松王明远陈林杰武宇翔

深空探测学报 2021年1期

平劲松,王明远,张 墨,陈林杰,董 亮,武宇翔

(1. 中国科学院 国家天文台,北京 100101;2. 中国科学院大学 天文学与空间科学学院,北京 100047;3. 中国科学院 云南天文台,昆明 650011)

引 言

太阳系大行星和少量天然卫星存在射电波段的能量辐射现象。小尺度的行星类天体表面或大气在射电低频波段辐射电磁波信号,覆盖数十kHz~数十MHz的频带。相较于恒星、星系和类星体等天体的射电辐射,行星类型的天体射电辐射能量较弱。20世纪60年代以来,借助地面和空间探测手段,在射电波段已收到过几乎所有太阳系大行星的射电辐射。探测记录到的太阳系行星射电频谱特征非常不同,表明类地行星和气体巨行星具有不同特性[1-4]。

包括月球在内的类地星体的射电辐射一般是次表层和表层的热辐射,而对固体行星的射电辐射测量在一定程度上可以探测到其稀薄大气的性质。除了热辐射,空间和地面低频观测手段还探测到了来自地球、木星、天王星和海王星的射电爆发辐射[4]。在射电爆发频谱方面,地球的射电爆发集中在千米波波长附近;木星等巨型气体行星的射电爆发表现为两类:一类在短波高频段,另一类在短波的低频段和中波波段。

目前为止的研究认为导致太阳系行星射电爆发辐射可能的机理是:太阳系中地球和4个巨型气体行星的外层大气存在磁层,穿越磁层飞行的电子能力被增强到数千至数兆电子伏特,这些高能电子会在行星冕区域和磁极上空区域密集辐射非热低频的电磁波[4-5]。……

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