行星自转期间土星极光的多光谱同步诊断
地球与行星天体物理
2015-03-25 v1
摘要
2009 年 1 月 27 日至 28 日，卡西尼号（Cassini）航天器在监测中层磁层中来自高能中性原子的离子注入的同时，远程获取了土星南部极光在无线电、紫外和红外波段的联合观测数据。同步测量包括对一个完整行星自转周期的采样，这是研究由磁层内部过程驱动的极光发射的相关时间尺度。此外，该时间段恰好与磁尾中一次强大的亚暴类事件重合，该事件引发了磁层和极光活动的整体晨侧增强。我们对比分析了这一组独特的测量数据，以在研究的时间尺度上全面理解克洛诺斯（kronian）极光过程。我们确定了大气极光中的三个源区，包括与土星千米辐射（SKR）主体相关的主椭圆，以及极区和赤道向发射。这些观测揭示了与主极光椭圆相关的发射存在共转和次共转动力学共存的现象。确切地说，我们表明大气主椭圆容纳了短寿命的次共转孤立特征，以及一个锁定在南部 SKR 相位的明亮、纵向延伸的共转区域。我们将此次亚暴类事件归因于一次常规的、内部驱动的夜间侧离子注入，可能由等离子体团抛射触发。我们还研究了总极光能量收支，从高达 20 keV 的沉淀电子输入到大气的功率，到通过各种辐射过程的耗散。最后，通过模拟，我们确认了 SKR 旋转调制的探照灯性质，并表明 SKR 弧线与孤立的极光斑点有关。所得发现将在待决问题的框架下进行讨论。
引用
@article{arxiv.1307.4675,
title = {Multi-spectral simultaneous diagnosis of Saturns aurorae throughout a planetary rotation},
author = {L. Lamy and R. Prangé and W. Pryor and J. Gustin and S. V. Badman and H. Melin and T. Stallard and D. G. Mitchell and P. C. Brandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.4675},
year = {2015}
}