土星磁盘中的力平衡模型
地球与行星天体物理
2014-11-20 v2 空间物理
摘要
我们展示了与旋转的、位于赤道面的等离子体盘扰动土星磁场相关的磁势计算。这种结构是土星和木星快速旋转磁层动力学的核心。它们由来自土卫二(土星)和木卫一(木星)等卫星的等离子体源内部“供给”。我们使用木星磁盘场的缩放形式的欧拉势(Caudal, 1986)。在这种形式中，假设磁场关于行星自转轴是方位角对称的，并且等离子体温度沿磁力线恒定。我们基于卡西尼号(土星)和旅行者号(木星)的观测，使用简化的等离子体压力和角速度分布来扰动偶极子势。我们的结果量化了通过等离子体的旋转运动和压力施加在偶极场线上的径向“拉伸”程度。场模型的简化版本，“均匀盘”，可用于轻松估计外磁层中压力主导和离心力主导盘结构之间的过渡距离。我们评论了由不同质量和温度的盘离子相关的标高所代表的赤道约束程度。对于土星，我们确定了促成磁盘电流的主要力，并将模型预测的场结构与卡西尼号的磁场测量结果进行了比较。对于木星，我们重现了Caudal的原始计算以验证我们的模型实现。我们还表明，与等离子体压力梯度平均弱于离心力的土星相比，木星的外等离子体盘显然是一个压力主导的结构。
引用
@article{arxiv.0909.1514,
title = {A model of force balance in Saturn's magnetodisc},
author = {N. Achilleos and P. Guio and C. S. Arridge},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.1514},
year = {2014}
}
备注
24 pages, 15 figures, 2 tables; accepted for publication in MNRAS