67P彗星电子的来源

P. Stephenson; A. Beth; J. Deca; M. Galand; C. Goetz; P. Henri; K. Heritier; Z. Lewis; A. Moeslinger; H. Nilsson; M. Rubin

67P彗星电子的来源

地球与行星天体物理 2023-06-23 v1 空间物理

作者: P. Stephenson , A. Beth , J. Deca , M. Galand , C. Goetz , P. Henri , K. Heritier , Z. Lewis , A. Moeslinger , H. Nilsson , M. Rubin

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摘要

我们利用罗塞塔(Rosetta)任务数据及彗星电子的三维碰撞模型，研究了弱出气彗星中电子的起源。基于罗塞塔等离子体联盟的离子与电子传感器(RPC/IES)的测量，我们计算了罗塞塔伴飞阶段全新的电子碰撞电离(EII)频率数据集。EII频率以15分钟为间隔进行评估，并与其他罗塞塔数据集进行比较。在远离近日点时，电子碰撞电离是67P彗星电子的主导来源，且高度可变(可达三个数量级)。在近日点附近，相对于罗塞塔处的光电离，EII的变化小得多且效率更低。我们确定了EII频率的几个驱动因素，包括磁场强度和出气率。高能电子与罗塞塔上游太阳风电势差相关，证实电离电子是由双极场加速的太阳风电子。该碰撞测试粒子模型包含球对称、纯水彗发及所有相关的电子-中性粒子碰撞过程。电场和磁场为静态模型输入，由全动力学、无碰撞的粒子网格(Particle-in-Cell)模拟计算。在出气率 $Q=10^{26}$ s $^{-1}$ 和 $Q=1.5\times10^{27}$ s $^{-1}$ 下对碰撞电子进行建模。在弱出气彗星中，二次电子是主导群体，由太阳风电子与中性彗发的碰撞产生。我们结合多仪器研究以及本研究中获得的EII频率新结果，讨论了在远离近日点时罗塞塔处较大离子流速估算的含义。

关键词

67P彗星电子碰撞电离罗塞塔任务太阳风电子碰撞模型双极场出气率

引用

@article{arxiv.2306.12942,
  title  = {The source of electrons at comet 67P},
  author = {P. Stephenson and A. Beth and J. Deca and M. Galand and C. Goetz and P. Henri and K. Heritier and Z. Lewis and A. Moeslinger and H. Nilsson and M. Rubin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12942},
  year   = {2023}
}

备注

27 Pages including Appendices, 24 Figures

67P彗星电子的来源

摘要

关键词

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