太阳风等离子体沉降至水星表面的分布图：一种地理视角
空间物理
2023-05-17 v1 地球与行星天体物理
摘要
水星是距太阳最近的行星，拥有微弱的内禀磁场且仅有极稀薄的大气（外逸层）。这三种条件导致来自太阳的等离子体（即太阳风）与水星表面直接耦合。该行星的磁场导致了非平凡的等离子体沉降表面模式，预计将在地质时间尺度上促成表土的改造。本工作的目标是从地理视角研究太阳风等离子体向水星表面的沉降，而非以往沉降建模研究中的地方时方法。我们采用来自水星等离子体环境两次全动力学数值模拟的质子与电子太阳风沉降图。这些图随后在两次完整水星轨道（176 个地球日）上积分。我们发现表面等离子体沉降模式受上游太阳风条件（尤其是行星际磁场方向）影响最强，受水星 3:2 自旋-轨道共振影响较小。我们还发现水星磁场能够屏蔽约 90% 的入射太阳风通量。在表面，质子具有从低于 500 eV 到超过 1.5 keV 的宽能量分布；而电子主要位于 0.1–4 keV 范围。这些结果将有助于更好地约束水星上的空间风化和外逸层源过程，以及解释正在进行的 ESA/JAXA BepiColombo 任务的观测。
引用
@article{arxiv.2305.09498,
title = {Maps of solar wind plasma precipitation onto Mercury's surface: a geographical perspective},
author = {Federico Lavorenti and Elizabeth A. Jensen and Sae Aizawa and Francesco Califano and Mario D'Amore and Deborah Domingue and Pierre Henri and Simon Lindsay and Jim M. Raines and Daniel Wolf Savin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.09498},
year = {2023}
}
备注
Submitted to PSJ on focus issue "Mercury's Surface Response to the Interplanetary Environment: Identifying Needed Studies in Laboratory Astrophysics"