确定木卫一十米波辐射的波束方向性：探测木卫一-木星相互作用的遥感诊断方法

我们研究了由 Juno/Waves、南赛十米波阵列（Nançay Decameter Array）和 NenuFAR 观测到的 11 个木卫一-木星十米波（Io-DAM）辐射的波束方向性。利用最新的磁场模型以及三种定位活跃木卫一磁通管（IFT）的方法，我们精确确定了射电源的位置，并得出其与局地磁场矢量的发射角 $\theta$。这些方法分别使用（i）更新的 IFT 赤道超前角模型、（ii）木星极光的紫外（UV）图像以及（iii）多点射电测量。随后在回旋脉泽不稳定性（Cyclotron Maser Instability）框架下，由 $\theta$ 推断出源电子的动能 $E_{e-}$。由方法（ii,iii）获得的活跃 IFT 精确位置可用于检验环木等离子体（torus plasma）的有效密度。同步的射电/紫外观测揭示多个 Io-DAM 弧与多个紫外亮斑相关联，并提供了与跨半球波束紫外亮斑相关联的 Io-DAM 弧的首个直接证据。多点射电观测在不同高度、时间和半球上探测了 Io-DAM 源。总体而言，$\theta$ 随频率（高度）变化，在 $10-40$ MHz 范围内由 $75^\circ-80^\circ$ 降至 $70^\circ-75^\circ$，北半球取值略大，并且独立地随时间（或木卫一的经度）变化。其几度的不确定性主要由活跃 IFT 经度的误差主导。推断出的 $E_{e-}$ 值也随高度和时间变化。对于所研究的 11 个案例，其范围为 3 至 16 keV，平均值为 $6.6\pm2.7$ keV。