星际尘埃流进入地球的日球层调制
地球与行星天体物理
2019-01-09 v1
摘要
目的。基于 Ulysses 航天器的测量以及星际尘埃（ISD）穿过日球层运动的高分辨率建模，我们预测了内行星系统及进入地球的ISD流。这是关于ISD流动与过滤的三篇系列论文中的第三篇。方法。微米和亚微米尺寸的尘埃粒子受到太阳引力和辐射压的作用，并与行星际磁场相互作用，从而在行星系统中形成复杂的尺寸依赖型ISD流型。通过高分辨率动力学建模，我们研究了ISD的时间分辨通量和质量分布，以及在地球附近探测ISD的要求。结果。沿地球轨道，ISD的密度、速度和流动方向强烈依赖于地球位置和星际颗粒的尺寸。ISD通量的宽最大值（半径 >~0.3\mu m 的粒子为 2x10^{-4}/m^2/s）出现在三月，此时地球逆着ISD流运动。在此期间相对于地球的相对速度最高（~60 km/s），而在九月地球顺着ISD流运动时，通量和速度都最低（<~10 km/s）。进入地球的ISD平均质量流约为 100 kg/year，最高通量约 3.5kg/day 出现在年底附近约2周时间内，此时地球经过太阳下游的窄引力聚焦区附近。22年太阳风周期的相位对亚微米尺寸ISD粒子的数密度和流动有强烈影响。在电磁聚焦最强的年份（2031 ± 3 年），尺寸甚至小于 0.1\mu m 的ISD粒子有可能到达地球。结论。我们证明，在距太阳 1 AU 处，空间探测器可有效探测、分析和收集ISD。
引用
@article{arxiv.1811.05860,
title = {Heliospheric modulation of the interstellar dust flow on to Earth},
author = {Peter Strub and Veerle J. Sterken and Rachel Soja and Harald Krüger and Eberhard Grün and Ralf Srama},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05860},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 17 figures