任意非对称海洋世界所感应磁场的解析解
地球与行星天体物理
2022-01-19 v2 应用物理
摘要
对冰卫星的磁学探测提供了确认地下液态水海洋存在的一些最具说服力的证据。在海洋卫星尤其是木卫二的探索中，需要能够预测多种条件下（包括非对称海洋情形）感应磁场的数学模型。现有模型局限于球对称或假设海洋具有无限电导率。本工作中，我们推导出一个能确定任意分层天体感应磁矩的解析结果。关键的是，我们发现2阶潮汐形变会导致感应偶极矩的变化。我们展示将结果应用于文献中木卫二和天卫五海洋以及木卫四和海卫一电离层的合理非对称模型。对我们所考虑的模型，发现非对称情形下，近木卫二表面处感应磁场差异超过2 nT，在天卫五和海卫一上方1 处为0.250.5 nT，而木卫四基本不变。对天卫五和海卫一，该差异可达感应磁场大小的2030%。若未来航天器探测能在近卫星处进行优于几十分之一nT精度的测量，这些数值可用于刻画冰卫星内部非对称性。
引用
@article{arxiv.2106.10878,
title = {An analytic solution for evaluating the magnetic field induced from an arbitrary, asymmetric ocean world},
author = {Marshall J. Styczinski and Steven D. Vance and Erika M. Harnett and Corey J. Cochrane},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10878},
year = {2022}
}
备注
Submitted to Icarus. Supplemental Material available at: https://zenodo.org/record/5002956 (software), https://zenodo.org/record/5004369 (animations)