利用Cassini波测量在1至5 AU间进行纳米尘埃探测

太阳系包含各种尺寸的固体，从公里尺度天体到纳米尺度颗粒。纳米颗粒已在地球大气层中、彗星与巨行星环境附近、以及最近在1 AU处的太阳风中就地探测到。后一类纳米颗粒被认为形成于内太阳系尘埃云中，主要通过较大颗粒的碰撞破碎产生，随后由于其较大的荷质比而被磁化太阳风拾起并加速。在本文中，我们分析了Cassini射电与等离子体波数据在航天器位于木星轨道内的巡航阶段所识别出的低频突发噪声。该宽带噪声的幅度、频谱形状和波形与以接近太阳风速度撞击航天器表面的纳米颗粒的特征一致。只要在无线电仪器开启且能够探测时，便在地球与木星之间不同日心距离处观测到了纳米颗粒，表明它们普遍存在于日球层中。我们分析了纳米尘埃通量随日球层距离的径向依赖关系，发现其与源自内日球层并被太阳风拾起的纳米尘埃的动力学一致。相比于内日球层中的捕获区，小行星带产生的纳米尘埃的贡献似乎可忽略不计。相反，在更远处，纳米尘埃主要由诸如Io和Enceladus等活跃卫星的火山活动产生。