12月22日消息 据中国探月工程发布,嫦娥四号着陆器和 “玉兔二号”月球车分别于 12 月22 日5时和 21 日19 时22 分完成第 25 月昼工作,按地面指令完成月夜模式设置,进入月夜休眠。截至今天,嫦娥四号着陆器和 “玉兔二号”月球车已在月面工作 719 天,月球车累计行驶 600.55 米。
嫦娥四号巡视路径图
科研人员对 25 个月昼所获得的探测数据进行研究分析,持续产出科学成果。近期发表于国际权威学术期刊 Astrophysical Journal Letters(Xu et al 2020)上的一篇科学成果表明,搭载在嫦娥四号着陆器上的月球中子和辐射剂量仪在月球背面探测到了一个太阳高能粒子事件(SEP)。这是人类探测器首次在月球表面探测到 SEP,验证了仪器性能,也对 SEP 的加速机制和加速源区做了详细分析。
LND 结构示意图,来自 zhang et al 2020
嫦娥四号之前的就位观测结果表明,月球表面的辐射强度大约是地球上辐射强度的 100 倍左右(Zhang et al. 2020, Space. Adv.)。由于月球没有像地球一样的大气和磁场,银河宇宙线(Galactic cosmic ray,GCR)可以轻松到达月球表面,这样高强度的背景辐射会对在月球表面作业的宇航员造成损伤。此外,当太阳活动爆发时,太阳高能粒子事件还会导致成千上万倍的粒子流量增长,空间辐射也会极大增强。因此,对太阳高能粒子到达月球的观测尤其重要。
粒子事件开始的时间和粒子能量的关系,来自 Xu et al 2020
2019 年,太阳处于活动极小年,很长时间没有太阳黑子出现,观测到太阳高能粒子事件的机会更是很小。 嫦娥四号捕捉到了这样一个事件。研究发现,无论是电子还是质子都表现出很好的速度弥散,通过对数据点进行线性拟合,可以推出粒子从加速区释放的时间以及粒子到达月球前在行星际空间传输的距离。
太阳高能粒子时间的能谱,来自于 Xu et al 2020
此外,进一步分析了这次 SEP 事件的质子能谱,包括 GCR 背景的能谱以及扣除背景的能谱。根据扣除背景的能谱,利用破折幂律谱对其进行了拟合,发现能量拐点大概为 2.5MeV。