图 “天问一号”环绕器于2021年12月2日观测到的火星弓激波振荡事件
在国家自然科学基金项目（批准号：42130204、42188101、42404164）等资助下，中国科学技术大学汪毓明教授研究团队与海外合作者，利用我国“天问一号”环绕器的磁场和等离子体观测数据，结合美国“火星大气与挥发物演化”（MAVEN）探测器的观测数据，在火星弓激波对太阳风响应方面取得进展。相关结果以“弱扰动太阳风条件下火星弓激波的振荡（Bow Shock Oscillations of Mars Under Weakly Disturbed Solar Wind Conditions）”为题，于2025年10月31日在线发表于《自然•通讯》（Nature Communications）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65011-8。
火星弓激波是超声速太阳风在火星附近减速为亚声速并发生偏转的区域，其位置反映了太阳风与火星空间环境相互作用的强度，并受太阳极紫外辐射、太阳风动压、行星际磁场强度和方向等影响。在微弱的太阳风扰动下，火星弓激波大多比较平稳，但有时也会发生分钟尺度、百公里量级的整体振荡。这一特殊现象，是由于携带岩石剩磁的火星自转引起的，还是太阳风特殊条件驱动的？其物理过程并不清楚。
针对这一问题，研究团队利用“天问一号”环绕器与MAVEN探测器的联合观测数据，对火星岩壳磁场分布特征和太阳风多个参数研究分析，发现当太阳风马赫数较低时，火星弓激波强度较弱，即使受到轻微扰动也容易引发振荡；而马赫数较高时，即便扰动更强，弓激波仍可能保持相对稳定。该现象在火星全球三维磁流体力学数值模拟中得到了进一步验证。
该研究揭示了火星空间环境对弱太阳风扰动的响应机制，完善了对太阳风与火星空间环境相互作用机制的认识，深化了太阳风与非磁化行星相互作用过程的理解。