科技日报记者 唐 婷
自顺遂着陆月球后背以来，嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车的一举一动都备受存眷。事实上，我们能得知它们的动态，多亏“鹊桥”号中继星架起的通讯桥梁。
在供给通讯中继办事的同时，“鹊桥”号中继星还肩负着多项科学与手艺尝试使命。日前，嫦娥四号使命工程团队对“鹊桥”号中继星上所搭载的中-荷低频射电探测仪（NCLE）载荷实行了载荷三根天线睁开工作。
“此次天线的睁开标记着NCLE载荷正式进进科学探测阶段，且成为今朝间隔地球最远、可持久工作的空间射电天文台。”负责带领NCLE中方团队的中科院国度天文台研究员平劲松在接管科技日报记者采访时说道。
“聆听”宇宙深处的声音
传回的图片显示，在分歧角度竖起三根天线的“鹊桥号”恍如变身成“天线宝宝”，竖起了“耳朵”。可别小瞧这三根天线，它们将“凝听”来自宇宙深处的声音，帮忙科学家破解宇宙暗中时期的一些谜团。
宇宙年夜爆炸后，温度很是高，密度也很是年夜，几近处处在发光。紧接着，宇宙进进了一个不发光的期间，即暗中时期。这一期间，宇宙中充溢着年夜量的中性氢，发光的第一代恒星还没有构成。
为了探访暗中时期的“遗址”，天文学家一向都在寻觅原始的中性氢气中，电子自觉反转自旋标的目的时发出的旌旗灯号。这些旌旗灯号在降生之初原本是波长较短的射电波，但在130亿年的漫长观光中，宇宙的膨胀效应使它们酿成了波长很长的低频波。
“想要探测到这一低频波旌旗灯号，需要在很是‘恬静’的电磁情况中往‘聆听’，月球后背及其上空正好是一个抱负场合。”平劲松暗示，中荷两方科学家都但愿，跟着NCLE载荷的正常运转，我们可以更多地领会关于宇宙暗中时期的未知信息。
科学家不但但愿找到来自暗中时期的低频射电旌旗灯号，还火急想知道，宇宙年夜爆炸以后，这些旌旗灯号在宇宙中的散布环境，好比是不是是平均散布。很多专家以为，其散布状况极可能是不平均的，若是能找到散布不平均性的证据，将是一个主要发现。
“固然，想要证实其不均性，仅仅靠NCLE载荷难以实现，需要成百上千的近似天线构成阵列才有可能做到，这也是将来尽力的标的目的。在将来宇宙学范畴的低频射电探测标的目的上，NCLE更多的是饰演探路者的脚色。”平劲松说道。
问路系外行星射电探测
行星射电爆发的探测和研究，是天文学和地球物理学的一个交叉范畴。行星射电爆发其实不远远，事实上，在极光产生区域的上空，还存在地球射电爆发现象。
不只是地球，太阳系内五颗行星都有近似的射电爆发。这些行星辐射的千米波电磁波，频率规模散布在100千赫兹到1200千赫兹之间，爆发时长从几秒到几分钟、几十分钟不等。
虽然行星射电爆发的现象常见，但关于它们的辐射机制却没有定论。平劲松先容，对太阳系行星射电爆发进行监督监测是NCLE的主要使命之一。对地球、木星射电爆成长开持久系统研究，有助于进一步揭露这些爆发辐射的极光功率和太阳风动力学功率之间的联系关系。
另外，研究地球和木星射电爆发的射电天文学家们猜想，既然地球和木星在射电波段是如斯的刺眼，是否是可以操纵已知的行星射电辐射常识，在光学之外的其他波段来探测系外行星？
但是，想探测诸如木星年夜小的系外行星的射电辐射，需要探测器具有壮大的探测能力。当前的射电千里镜阵列只能探测到间隔我们一光年的类木星射电爆发强度的旌旗灯号。这远小于地球与离太阳系比来的比邻星之间的间隔。
是以，想探测更远的系外行星，其磁场必需能发生更强的射电旌旗灯号，例如比木星体积年夜10到100倍的类木行星，其旌旗灯号才有可能被探测到。别的，只要恒星的磁场强度足够强，这个恒星系统就可以发生比木星亮一百万倍的射电爆发。
迄今为止，利用低频射电千里镜寻觅来自系外行星的第一束射电波的测验考试还没有成功。平劲松以为，NCLE对木星和地球的射电爆发探测，将为后续探测方式的优化、探测能力的晋升，供给新的线索和路子。
六合共同睁开协同不雅测
固然是今朝间隔地球最远的空间射电天文台，可NCLE其实不孤傲。它将与地面和空间的其他射电不雅测举措措施进行协同不雅测，睁开多信使的天文学研究。
甚么是多信使天文学研究？平劲松以太阳射电爆发为例说道，太阳发出的电磁波辐射凡是笼盖了比力宽的频带，从毫米波一向到千米波。就全部辐射进程而言，不但需要探测高频波段，地面探测不到的低频部门也需要空间举措措施进行探测。多个举措措施的结合不雅测，有益于实现对统一事务的完全不雅测。
另外，有些频点，天上和地面的举措措施都能不雅测到。一般而言，地面上的举措措施，标定更加精准，经由过程其不雅测成果可以对天文事务进行反演。对统一时点地面和空间不雅测的成果进行比对，可以对空间装备进行校准和定标，这也是另外一个层面的协同。
具体而言，NCLE载荷若何与其他不雅测举措措施睁开协同呢？平劲松先容，在空间，NCLE载荷与嫦娥四号着陆器搭载的低频射电频谱仪，组成了月球概况和空间的一对可以自力和协同工作的射电天文台。这二者的协同在项目提出时就已放置和计划了。
在地面上，NCLE将和位于荷兰的LOFAR低频射电天文阵列、中科院国度天文台明安图天文基地、中科院云南天文台的太阳射电千里镜，和位于山东省威海市的山年夜威海分校的太阳射电槎山不雅测站一路共同月球的两个空间天文台展开协同不雅测。
协同体例包罗同时在调频（HF）、甚高频（VHF）和特高频（UFH）等频带展开太阳射电爆发的频谱搜索监测；在HF频带针对预期的木星射电爆发展开同步探测；择机展开地月40多万千米上HF频带空间干与丈量的手艺实验验证，和丈量木星爆发事务的空间紧密位置等。
支持灾难性空间气候预警
对太阳爆发勾当发生的低频射电辐射进行监测，研究其纪律特征是NCLE的科学使命之一。
典型的太阳爆发勾当包罗耀斑和日冕物资抛射，其发生的带电粒子流以太阳风的情势在行星际观光，对地球磁场发生扰动。日冕物资抛射（CME）驱动的激波紧缩地球磁层时，可能会致使地磁暴的产生。
使人印象深入的是，1989年，一次CME所激发的强磁暴攻击了加拿年夜魁北克地域的电网，致使该地域呈现年夜规模的断电变乱，直接影响600万居平易近。
领会CME激波在日冕和行星际空间的活动进程，有助于对灾难性空间气候进行预告预警。但是，激波很难被不雅测到。为了捕获它的轨迹，科学家找到了它在日冕和行星际空间活动的“示踪器”——II型射电暴。
“NCLE对II型射电暴的不雅测可以从离日心间隔比来的日冕层部门一向延长到行星际空间。”平劲松先容，操纵地基不雅测装备和NCLE对II型射电暴的运行轨迹进行结合不雅测，示踪CME激波在日冕和行星际空间的活动进程，将为灾难性空间气候的预警预告供给主要支持。
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