Ganymede的离子层：Galileo观测与试验粒子模拟比较

本文通过无碰撞试验粒子模拟对Ganymede的等离子体环境进行建模。通过将Ganymede外层大气(即中性$\mathrm{H}$、$\mathrm{H_2}$、$\mathrm{O}$、$\mathrm{HO}$、$\mathrm{H_2O}$、$\mathrm{O_2}$的数量密度轮廓，即参数化)与Jovian等离子体与Ganymede相互作用的磁尼科尔动力学模拟(即电场和磁场)的输出耦合在一起，我们进行了与Galileo在Ganymede 6次近距离飞掠期间原位观测的比较。我们发现，不仅我们的试验粒子模拟有时能够很好地再现原位离子数密度测量值，而且在这些飞掠中观察到的主要离子种类为$\mathrm{H_2^+}$、$\mathrm{O_2^+}$，偶尔为$\mathrm{H_2O^+}$。虽然观察到的离子能谱无法完全再现，但模拟的离子能谱在接近最近点和接近磁扭区穿越时 exhibit类似观察能谱的趋势，但能量较低。我们表明，中性外层大气在为Ganymede的磁化环境供给等离子体方面发挥了重要作用，而且可能存在其他机制用于能量/加速来自中性外层大气的新生离子。