中性粒子撞击二次发射对卡西尼等离子体及尘埃测量的影响启示
空间物理
2022-08-23 v2 地球与行星天体物理
摘要
我们研究了气体分子撞击卡西尼朗缪尔探针（RPWS-LP，或 LP）在土星电离层测量中产生的二次电子和离子发射的作用。我们将基于实验室测量和1P/Halley彗星数据的发射电流模型，加入到由 LP 偏置电压扫描推导等离子体参数的方程中。重新分析了卡西尼大结局轨道的数百次扫描，我们为先前土星电离层 LP 研究中的三个未解之谜找到了合理的解释。我们解释了观测到的卡西尼航天器的正充电现象、可能被高估的电离层电子温度，以及所报告的过剩离子电流。对于详细分析的扫描，我们未发现（间接或直接）证据表明尘埃在土星电离层中具有显著的电荷承载作用。我们还比离子与中性粒子质谱仪（INMS）所报道的更详细地估算了卡西尼最后六圈穿越土星电离层的 H2O 数密度。我们的分析揭示了一个在所有六次最终轨道中纬度高度结构化的电离层，其混合比在纬度上变化两个数量级，在轨道间和高度上变化一个数量级。该结果总体上与一种经验光化学模型一致，该模型平衡 H+ 离子的产生与 H+ 通过电荷转移（例如与 H2O、CH4 和 CO2）的损耗，其中水蒸气因其产额和浓度似乎成为该信号最可能的主导来源。
引用
@article{arxiv.2205.00143,
title = {Implications from secondary emission from neutral impact on Cassini plasma and dust measurements},
author = {Fredrik Leffe Johansson and Erik Vigren and Jack Hunter Waite and Kelly Miller and Anders Eriksson and Niklas Edberg and Joshua Dreyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00143},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 7 figures