能量质子损失揭示 Io 大气的延伸性与纬向不对称性
地球与行星天体物理
2024-07-03 v1 空间物理
摘要
在 1999-2001 年的 I24、I27 和 I31 飞掠任务中，载人 Galileo 航天器上装备的能量粒子探测器 (EPD) 观察到局部化的能量质子损失区域 (155 keV-1250 keV)。通过反向追踪粒子模拟结合给定的大气分布模型以及等离子体/大气相互作用的磁流体动力学 (MHD) 模型，本文研究这些损失的可能原因。我们聚焦于 Io 半径范围内的局部区域，该区域主要由 Io 的 SO 大气主导。结果表明，质子与 SO 大气的电荷交换、表面吸收以及电磁场配置共同导致了 Galileo 飞掠路径上的观察到质子耗尽。对于 155-240 keV 能量范围，电荷交换要么是主要损失机制，要么是支配性损失机制，取决于飞掠高度。在 540-1250 keV 能量范围内，由于电荷交换截面较小，观察到的质子通量下降归因于表面吸收和受扰动的电磁场将质子偏离探测器。通过将模型损失与数据进行比较，我们发现 Io 日侧/下游侧存在延伸大气，夜侧/上游侧大气未发生坍缩，以及更广泛的延伸大气成分 ( 个 Io 半径)。我们的结果表明，观测和模型化的质子损失研究是约束 Io 附近电磁场配置以及径向和纬向大气分布（仍然不完全理解）的重要工具。
引用
@article{arxiv.2407.02166,
title = {Energetic proton losses reveal Io's extended and longitudinally asymmetrical atmosphere},
author = {H. L. F. Huybrighs and C. P. A. van Buchem and A. Blöcker and V. Dols and C. F. Bowers and C. M. Jackman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.02166},
year = {2024}
}