土星弓形激波处的超热电子
高能天体物理现象
2016-07-27 v1 地球与行星天体物理
空间物理
摘要
银河系宇宙线起源的主流解释是年轻超新星遗迹 (SNRs) 周围激波处的粒子加速，尽管加速过程的关键方面尚不清楚。航天器在太阳风中频繁遇到的类似无碰撞等离子体激波通常远弱于这些 SNR 激波（马赫数较低）。然而，Cassini 航天器已表明，矗立于土星向阳侧太阳风中的激波（土星弓形激波）偶尔可达到这一高马赫数天体物理状态。在此状态下，Cassini 提供了准平行上游磁场条件下电子加速的首个原位证据。在此我们呈现 Cassini 揭示的土星弓形激波处超热电子的全貌。在激波穿越期间，低能电子探测器 (CAPS-ELS, <28 keV) 获取的所有数据均分辨出了下游热电子分布，但更高能道处于（或接近）本底。高能电子探测器 (MIMI-LEMMS, >18 keV) 在 508 次穿越中的 31 次测量到了超热电子特征，其中通常仅最低能道 (<100 keV) 高于本底。我们表明，这些结果与如下理论一致：热电子向加速过程的“注入”涉及与激波前沿哨声波的相互作用，并且在高马赫数（如年轻 SNR 周围强激波的马赫数）下对所有上游磁场取向皆成为可能。未来的专门研究将分析带有相对论电子（高达约 1 MeV）证据的罕见穿越。
引用
@article{arxiv.1606.01685,
title = {Suprathermal electrons at Saturn's bow shock},
author = {A. Masters and A. H. Sulaiman and N. Sergis and L. Stawarz and M. Fujimoto and A. J. Coates and M. K. Dougherty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.01685},
year = {2016}
}
备注
22 pages, 5 figures. Accepted for publication in ApJ