摘要：太tai陽yang風feng質zhi子zi轟hong擊ji月yue球qiu表biao麵mian月yue壤rang
，可ke從cong月yue壤rang獲huo得de電dian荷he產chan生sheng能neng量liang中zhong性xing原yuan子zi
，其qi參can數shu特te征zheng包bao含han了le太tai陽yang風feng與yu月yue表biao物wu質zhi以yi及ji磁ci異yi常chang之zhi間jian的de相xiang互hu作zuo用yong信xin息xi。嫦chang娥e四si號hao首shou次ci著zhe陸lu於yu月yue球qiu背bei麵mian的de南nan極ji-艾肯盆地，其西北邊緣分布著大片磁異常區
，因此是研究這種相互作用過程的理想環境。嫦娥四號中性原子探測儀發現，能量在100-600 eV之間的中性原子參數特征顯示出晨昏不對稱性，在昏側觀測到的中性原子能量、溫度和通量較低。結果表明
，太陽風在昏側可能被磁異常偏轉屏蔽，降低了中性原子通量;而磁異常上方的靜電場則使太陽風減速，降低了中性原子的能量和溫度。

　　眾所周知
，我們被強大的全球磁場保護著，當太陽風入侵地球時，正是由於磁場的阻擋，地球周圍會形成一個巨大的保護傘——磁層，阻擋了絕大部分太陽風入侵。而月球由於缺少這種全球磁場和濃密的大氣
，月球表麵直接暴露於危險的深空下，其中太陽風
、地球風可以直接轟擊月表，產生各種各樣的作用。目前來自中國嫦娥、日本月亮女神、印度月船一號以及美國星際邊界探測器的數據表明，在一般區域，大約0.1-1%的太陽風質子會被月表散射，10-20%的(de)太(tai)陽(yang)風(feng)質(zhi)子(zi)與(yu)月(yue)表(biao)作(zuo)用(yong)後(hou)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)能(neng)量(liang)中(zhong)性(xing)原(yuan)子(zi)，剩(sheng)下(xia)的(de)大(da)部(bu)分(fen)會(hui)注(zhu)入(ru)月(yue)壤(rang)產(chan)生(sheng)月(yue)球(qiu)水(shui)。雖(sui)然(ran)月(yue)球(qiu)沒(mei)有(you)全(quan)球(qiu)磁(ci)場(chang)，但(dan)在(zai)月(yue)表(biao)散(san)落(luo)著(zhe)多(duo)個(ge)磁(ci)場(chang)異(yi)常(chang)區(qu)，在(zai)月(yue)表(biao)磁(ci)場(chang)強(qiang)度(du)約(yue)幾(ji)百(bai)nT，當太陽風與磁異常相互作用時
，也會形成一個小保護傘——微磁層，也可以阻擋一部分太陽風轟擊月表
，太陽風質子的反射率在大尺度磁異常區明顯增加(平均~10%，局地50%)。探測能量中性原子可揭示太陽風、地球風與月表相互作用的微觀物理機製
，理解其中的小尺度特征。

　　圖1 嫦娥四號著陸於月球背麵南極-艾肯盆地內的馮?卡門撞擊坑，黃色區域為磁異常區
，紅色箭頭代表在昏側時太陽風轟擊月表的方向。

　　2019年1月3日，嫦娥四號著陸於月球背麵南極-艾肯盆地內的馮?卡門撞擊坑

，其中搭載在玉兔二號巡視器上的中性原子探測儀(ASAN)首次在月球背麵對月表能量中性原子(ENA)開展觀測(圖1所示)。本文分析了2019年1月11日至2020年10月12日ASAN獲取的ENA能譜，發現在大多數月晝下，晨側的ENA微分通量高於昏側;結合嫦娥四號中性原子探測儀和ARTEMIS衛星同期的觀測數據分析發現，晨側和昏側不同能量範圍的ENA微分通量與太陽風狀態參數如通量
、密度及動壓呈正相關關係;通過統計晨側和昏側的太陽風能量與ENA截止能量及溫度的關係發現，在相同能量的太陽風轟擊下
，昏側的ENA的截止能量和溫度低於晨側，說明在昏側太陽風可能受月球微磁層影響
，被磁異常上方的靜電場所減速(圖2所示)，使能譜變窄

、溫度降低，該結果與Xie 等人(2021)模擬結果一致。利用晨側與昏側的ENA截止能量之差
，可估算太陽風在昏側的減速，進而計算靜電勢，靜電勢和太陽風減速率都隨太陽風能量的變化而變化。靜電勢範圍為50-260 V(95%置信區間為30-350 V)。太陽風的減速率為12%-18%(95%置信區間為7.5%-30%)，yuzhiqianzairaoyueguidaodeguancejieguoyizhi。gaigongzuoshishouciliyongyuebiaodezhongxingyuanziguanceshujujisuanciyichangshangfangdejingdianshi
，gengxinleliziyuciyichangxianghuzuoyongderenshi，yeshuomingtancenengliangzhongxingyuanzishiyanjiutaiyangfeng、地球風與月表相互作用的有效工具。該成果對研究太陽風、地球風與無大氣無全球磁場的天體(如小行星或彗星)具有廣泛的參考價值。

　　圖2 由於質子和電子的運動導致的電荷分極電場，電場方向向上。太陽風質子的減速與磁異常有關。

　　研究成果發表於業內權威雜誌Astrophysical Journal Letters，gailunwendediyizuozheshishandongdaxuecicengyutaiyangfengxianghuzuoyongketizuboshishengwanghuizi
，tongxunzuozheweishandongdaxuecicengyutaiyangfengxianghuzuoyongketizuchangshiquanqijiaoshouhexingxingkexueketizuzhangjianglaoshi，lunwendehezuozhelaiziyuribenyuzhouhangkongyanjiukaifajigou、北京大學、中科院空間中心、中科院地球所等。

　　該工作得到了國家自然科學基金(41941001, 41974189, 41731068, 41773065, 41961130382, 41941001, 41974191, 42074194), 中科院前沿科學研究項目(QYZDY-SSW-DQC028)，英國皇家學會NAF\R1\191047, 國家重點實驗室專項研究基金、中國科學院戰略重點研究項目(grant No. XDB 41000000)等項目支持。