水星动态磁层综述:后 MESSENGER 时代与比较磁层研究
空间物理
2021-12-07 v4 地球与行星天体物理
等离子体物理
摘要
本综述总结了后 MESSENGER 时代水星磁层的研究,并将其动力学与其他行星磁层(尤其是地球磁层)的动力学进行了比较。本综述首先介绍水星行星,包括其行星际环境、磁层、外逸层以及导电核。文章回顾了日侧磁鞘层上频繁而剧烈的磁重联(以通量传输事件“阵雨”为代表),探讨了它们如何依赖于磁鞘等离子体 beta 和磁层顶两侧的磁剪切角,以及它们如何促进通量环流与磁层-表面-外逸层耦合。接下来,回顾了极端太阳事件下水星磁层的研究进展,包括核感应、日侧磁层的重联侵蚀以及夜侧磁层的响应。随后,总结了等离子体片的晨昏性质,包括离子特征、电流片结构以及磁重联动力学。最后一个主题回顾了水星磁层中的粒子 energization(能量增益),包括磁层顶边界上 Kelvin-Helmholtz 波的能量增益、重联生成的磁结构以及跨尾电场。在每一章中,最后一节讨论了与各主题相关的开放性问题,这些问题可通过模拟和未来航天器任务加以考虑。最后,我们总结了未来的 BepiColombo 机遇,该任务由 ESA 与 JAXA 联合开展,目前正在前往水星的途中。
引用
@article{arxiv.2103.16778,
title = {Review of Mercury's Dynamic Magnetosphere: Post-MESSENGER Era and Comparative Magnetospheres},
author = {Weijie Sun and Ryan M. Dewey and Sae Aizawa and Jia Huang and James A. Slavin and Suiyan Fu and Yong Wei and Charles F. Bowers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16778},
year = {2021}
}
备注
50 pages, 28 figures, 4 tables, Published by Science China Earth Sciences