亚微米环行星尘埃颗粒的命运 II：多极场
地球与行星天体物理
2012-06-06 v1
摘要
我们研究了在具有复杂磁场的旋转行星周围任意距离处，以所有荷质比发射的尘埃颗粒的径向和垂直稳定性。我们表明，Jontof-Hutter 和 Hamilton (2012) 分析的轴向偶极磁场模型在大多数情况下是一个极好的近似，但纳入非轴对称磁场项会引发根本性的新物理现象。特别是，在磁偶极中稳定的、大量远距离带负电的尘埃颗粒，可以被更复杂的场驱动逃逸。我们将这种不稳定性的起源追溯到重叠的洛伦兹共振，当尘埃颗粒上的引力与电磁力相当时，这种共振极其强烈。这些共振使尘埃颗粒能够利用行星的自转能量来为其逃逸提供动力。我们还探讨了不同发射速度的相对较小影响以及可变颗粒电荷的更为重要的影响。只有后者能够显著影响在微弱尘埃环的可见光和红外图像中占主导地位的微米级颗粒。最后，我们给出了地球、木星、土星、天王星和海王星的完整稳定性图，其中磁场建模至八极阶。毫不意外，天王星和海王星受折磨的磁场中的尘埃表现出最大的不稳定性。
引用
@article{arxiv.1206.0906,
title = {The Fate of Sub-micron Circumplanetary Dust Grains II: Multipolar Fields},
author = {Daniel Jontof-Hutter and Douglas P. Hamilton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1206.0906},
year = {2012}
}
备注
60 pages in manuscript format, 17 figures, 1 table