木卫四表面溅射外逸层环境的三维建模
地球与行星天体物理
2019-09-04 v1 空间物理
摘要
我们研究等离子体溅射从木卫四表面释放多种元素进入其外逸层的过程。冷木星等离子体用三维等离子体-行星相互作用混合模型模拟，该模型产生磁层H+ 、O+ 、O++ 和 S++ 的二维表面沉降图。对于热木星等离子体，我们假设各向同性沉降到整个球面上。考察两种情景：一种不发生电离层屏蔽因而实现完全等离子体穿透（'无电离层'情景），另一种电离层使冷等离子体几乎无法到达而热等离子体全部到达木卫四表面（'电离层'情景）。在三维外逸层模型中，中性粒子从表面溅射出并沿各自轨迹追踪。三维密度分布显示，'无电离层'情景下迎流方向占优，而'电离层'情景产生近乎均匀密度分布。此外，'电离层'情景下的密度分布相较'无电离层'情景降低了约2.5倍。我们发现，作为JUICE任务上粒子环境包一部分的中性气体与离子质谱仪，将能探测到来自木卫四冰质表面的不同溅射族群以及来自非冰表面的主要溅射族群。木卫四外逸层的化学组成可直接关联其表面化学组成，并将为我们提供关于木卫四形成情景及木星系统构建块的信息。
引用
@article{arxiv.1909.01014,
title = {Three-Dimensional Modeling of Callisto's Surface Sputtered Exosphere Environment},
author = {Audrey Vorburger and Martin Pfleger and Jesper Lindkvist and Mats Holmström and Helmut Lammer and Herbert I. M. Lichtenegger and André Galli and Martin Rubin and Peter Wurz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.01014},
year = {2019}
}
备注
Published in JGR: Space Physics