利用天琴探测地球自由振荡
发布人：huangyy
发布日期：2026-01-26
地球自由振荡是地球在外力作用下所产生的整体性振荡，对这种振荡的探测与测量是研究地球内部结构的重要手段。地面台站观测是目前地球自由振荡测量的主流方法，随着航天技术的发展，高精度卫星间距测量有潜力成为一种全新的地球自由振荡测量方法。采用激光测距技术进行引力波探测的天琴卫星，有可能探测到由大型地震所激发的地球自由振荡信号。
中心胡一鸣教授团队和张雪峰教授团队共同合作，提出了从天琴观测数据中提取地球自由振荡信号的数据处理方法。研究团队依照第一性原理，首次推导出了地球自由振荡在天琴探测器时间延迟干涉通道中响应信号的解析公式。通过与数值模拟方法生成的信号进行对比，该研究检验了解析公式的有效性（如图1所示）。在此基础上，研究团队使用解析响应波形，利用匹配滤波方法从模拟数据中提取信号并进行参数估计。研究结果表明，对于由类汶川地震（7.9级）所激发的地球自由振荡，天琴探测器能分辨其中约9个不同的模式（如图2所示）。这项结果表明，天琴可以开启一个新的窗口进行地球自由振荡的探测，该窗口可以在不依赖地面引力测量的情况下，独立地进行地球内部结构和地震的研究。
以上结果以“Detection of Earth’s free oscillations utilizing TianQin”为题发表于《Space：Science & Technology》（中科院分类一区期刊）。论文第一作者为博士生杨雨鑫，通讯作者为张雪峰教授和胡一鸣教授。合作者包括中山大学刘坤。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目、中央高校基本科研业务费专项资金的支持。
