木卫一足印尾中的交替发射特征：可能成因的磁流体力学模拟
空间物理
2022-06-01 v1 地球与行星天体物理
摘要
木卫一相对于木星磁层中等离子体的运动产生了沿磁力线传播并在路径上部分反射的阿尔文波。这些波是极光发射的根本原因，极光发射可分为木卫一足印（IFP）、其尾迹与前导亮斑。Mura等人（2018）利用朱诺号航天器的新观测揭示了足印及其尾迹中令人困惑的子结构。在这些观测中，足印尾迹的向极侧与向赤道侧之间的对称性被打破，尾迹亮斑呈交替位移。我们表明，这些尾迹中亮斑的位置与在木卫一环 torus 边界和木星电离层反射的阿尔文波一致。随后，我们研究三种解释该现象的机制：（1）木卫一电离层中的霍尔效应，（2）木卫一朝向木星一侧与其背侧之间阿尔文波传播时间的差异，以及（3）木卫一大气的不对称性。为此，我们在该系统的理想化几何中使用磁流体力学模拟。我们利用近木星电离层的坡印廷通量作为所生成足印及其尾迹形态的替代指标。我们发现，在所考虑的机制中，霍尔效应是打破对称性并导致“交替阿尔文亮斑街”的最重要的机制。传播时间差异进一步增强了该效应。我们未发现证据表明木卫一大气中的不均匀性对尾迹亮斑的位置或形状有显著贡献。
引用
@article{arxiv.2205.15629,
title = {Alternating emission features in Io's footprint tail: Magnetohydrodynamical simulations of possible causes},
author = {Stephan Schlegel and Joachim Saur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.15629},
year = {2022}
}