不同日心距离下 67P/C-G 等离子体成分的建模

Rosetta 航天器在 67P/C-G 轨道上运行近 2 年，收集了关于中性和离子成分的宝贵数据。Rosetta Plasma Consortium (RPC) 提供了连续的现场等离子体密度测量，而 ROSINA-COPS 监测中性成分。在本工作中，我们旨在估算 67P/C-G 大气层在不同日心距离下的离子化学组成。Lauter 等人 (2020) 利用 COPS 和 DFMS 数据，对 67P/C-G 轨道上的 50 个分隔时间区间推导出挥发性物质的蒸发速率时序演化。我们将这些蒸发速率作为输入，构建用于 36 个日心距离小于 3 au 的时间区间的多流体化学-水动力学模型。我们将模型得到的总离子密度与 RPC 仪器测得的局部等离子体密度进行比较。我们发现，在航天器所在位置，我们的模型得到的离子密度在许多时间区间内与现场测得的等离子体密度在 1-3 倍的因数范围内吻合。我们获得了 H2O+ 和 H3O+ 离子以及由中性物质电离和质子化产生的离子团的离子中心距离变化规律。我们看到，在航天器所在位置，几乎所有时间区间内 H3O+ 都是主要离子，而在近日食点附近的时间区间的低离子中心距离处，由于质子化产生的离子为主导。我们还讨论了这些离子密度与 DFMS 检测结果的关系。