彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 彗鞘的形成：Rosetta 观测的案例对比研究

背景：已知彗星的电离层会通过质量加载使太阳风偏转，但这种相互作用取决于彗星活动。我们利用 Rosetta 离子成分分析仪研究了彗星 67P 处该过程的细节。目的：本研究旨在比较 Rosetta 任务中两个不同时期太阳风与彗星离子的相互作用。方法：我们比较了相隔四个月的两天的积分离子矩（密度、速度和动量通量）以及速度分布函数。速度分布函数被投影到依赖于磁场方向的坐标系中，并进行了三小时的平均。结果：第一个案例在离子矩和速度分布函数中均显示出高度散射的 H+。He2+ 离子有一定散射但程度较轻，其表现更类似于 H2O+ 拾起离子。第二个案例显示出质量加载的典型特征，其中太阳风粒子被偏转，但速度分布函数没有显著改变。结论：将第一个案例中 H+ 的分布与 He2+ 和 H2O+ 拾起离子进行比较，表明存在一个尺度为 H+ 回旋半径的狭窄彗鞘。因此，具有更大回旋半径的 He2+ 和 H2O+ 在很大程度上能够穿过该彗鞘。对动量通量张量的分析表明，第一个案例中所有粒子都具有显著的非回转动量通量分量，且高于第二个质量加载案例。质量加载不足以解释第一个案例中的分布函数和动量通量张量，因此我们认为这是弓激形成的证据。