ExPRES:一种用于模拟系外行星与行星射电发射的工具
地球与行星天体物理
2023-09-04 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
已知所有磁化行星均通过一种称为回旋脉泽不稳定性(CMI)的机制产生强烈的非热射电发射,该机制需要有加速电子的存在,这些电子通常源自磁层电流系统。反过来,射电发射是探测这些电流系统与加速过程的好探针。CMI 产生高度各向异性的发射并导致重要的可见度效应,在解释数据时必须加以考虑。若干研究表明,对射电源各向异性波束方向图建模可揭示产生这些发射的行星或系外行星磁层的丰富物理信息。我们提出一种称为 ExPRES(系外行星与行星射电发射模拟器)的数值工具,它能够重现行星磁层、系外行星或星-行星相互作用系统由 CMI 产生的射电发射在时频面上的出现情况。我们特别关注射电源处及其附近的射电发射波束方向的计算。我们解释了可从此类射电观测中得出关于系统的哪些物理信息,以及如何获得。这些信息可能包括射电源的位置与动力学、导致电子加速的当前系统类型及其能量,以及对于系外行星系统,磁场强度、发射体的轨道周期与自转周期、行星磁场的倾角和偏移。这些参数大多只能经由射电观测进行遥感测量。ExPRES 代码为过去(Cassini、Voyager、Galileo)、当前(Juno、地基射电望远镜)和未来(BepiColombo、Juice)的行星射电发射观测,以及未来系外行星系统射电发射的探测,提供了适当的分析与解释框架。
引用
@article{arxiv.1901.11523,
title = {ExPRES: a Tool to Simulate Exoplanetary and Planetary Radio Emissions},
author = {C. K. Louis and S. L. G. Hess and B. Cecconi and P. Zarka and L. Lamy and S. Aicardi and A. Loh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.11523},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 5 figures, 1 table