空间等离子体中微小颗粒的带电：对木星流粒子的应用

大多数关于空间中尘埃带电过程的理论研究都将电流平衡条件视为与颗粒尺寸无关。然而，对于在空间环境中经常观测到的小颗粒，由于二次电子发射（SEE）预期会存在对颗粒尺寸的依赖。此处，术语“小”是指颗粒尺寸与给定初级电子能量的典型穿透深度相当。这些结果与火山卫星Io发出的、形成木星尘埃流的带电小尘埃颗粒的动力学相关。我们修正了小（亚微米级）微流星体的带电理论，以考虑沉浸在各向同性电子流中的小颗粒产生大量二次电子的情况。我们应用我们的模型来改进对离开木星系统、被多个航天器探测到的尘埃流电荷的估计。针对木星等离子体环境，我们推导了由NaCl（被认为是木星尘埃流颗粒的主要组分）或硅酸盐构成的颗粒的表面电势。对于小颗粒，电势取决于颗粒尺寸，且二次电子电流引发对材料性质的敏感性。由于小颗粒效应，使用我们对SEE的通用方法获得的NaCl颗粒的带电时间和分数电荷涨落的估计结果，在定性上不同于从传统SEE方法得出的类似估计。我们发现，对于本文所考虑的带电环境，场发射并不限制NaCl颗粒的带电。