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埃奇沃斯-柯伊伯带尘埃颗粒中的太阳高能粒子径迹累积

地球与行星天体物理 2024-11-15 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

星际尘埃颗粒(IDPs)来源多样,并在太阳系中动力学传输。在传输过程中,能量约为1 MeV/核子的高Z太阳高能粒子(SEPs)穿过IDPs时会留下损伤径迹。SEP径迹密度可作为颗粒空间暴露程度的度量,进而有助于限制其寿命和起源。具有相对高径迹密度(>10^10 cm^{-2})的平流层采集IDPs被解释为源自埃奇沃斯-柯伊伯带。为进一步检验这一假设,我们使用动力学尘埃颗粒追踪模型来探索EKB尘埃颗粒中SEP径迹的累积。我们证明,忽略碰撞的情况下,半径高达500 μm的尘埃颗粒能够从EKB传输至1 au,尽管会受到外行星引力扰动,但传输概率随尺寸增加而降低。尽管如此,我们发现当应用基于月球样本在1 au处建立的SEP径迹累积率,并假设SEP通量随日心距离按r^{-1.7}标度变化时,EKB颗粒无法累积足够的径迹以匹配地球平流层IDPs收集中报告的数值。通过探索SEP通量的径向标度,我们发现较浅的SEP径向分布r^{-1.0}确实允许到达1 au的EKB尘埃颗粒累积>10^10径迹/cm^2。我们敦促进一步研究高Z SEPs在日球层中的传播和分布,以更好地限制IDPs中的径迹累积。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.09179,
  title  = {Solar Energetic Particle Track Accumulation in Edgeworth-Kuiper Belt Dust Grains},
  author = {M. Lin and A. R. Poppe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.09179},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in Planetary Science Journal