土星可变热层
地球与行星天体物理
2016-10-26 v1
摘要
由于卡西尼紫外成像光谱仪（UVIS）对迄今分析的15次太阳掩星和26次恒星掩星的观测，我们对土星中性热层的认识远优于其他巨行星。这些测量表明 H2 是主要成分，H 摩尔分数的上限为 5%。推断的下边界附近温度约为 150 K，在赤道纬度上升至约 400 K 的渐近值，并随纬度增加至 550-600 K 的极区值。后者与总计约 10 TW 的极光功率输入一致，产生约 5-6 TW 的焦耳和带电粒子加热，比太阳 EUV/FUV 加热大一个数量级以上。如果这种极光加热能有效重新分布到低纬度，将足以解决土星热层加热的能量危机。推断的热层结构在等势面上产生向极压力梯度，与极光加热和向极温度升高一致。高空这些压力梯度的梯度风平衡意味着在中纬度存在向西、退行风约 500 m/s 或马赫数约 0.3。掩星揭示热层膨胀在春分点或稍后达到峰值，与太阳活动反相关，且显然由未知原因的较低热层加热驱动。He 摩尔分数仍不确定，因为尚未发布卡西尼 UVIS He 58.4 nm 气辉测量。
引用
@article{arxiv.1610.07669,
title = {Saturn Variable Thermosphere},
author = {Darrell F. Strobel and Tommi Koskinen and Ingo Mueller-Wodarg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.07669},
year = {2016}
}
备注
62 pages, 13 figures