彗星大气中的太阳风电荷交换 III. Rosetta探测器对67P/Churyumov-Gerasimenko彗星任务的结果
摘要：67P彗星的大气层中，太阳风的电荷转变反应至关重要。欧洲航天局罗塞塔任务对67P彗星提供了研究原地电荷转变过程的独特机会。为了理解这些反应在太阳风等离子体演化中的作用，并解释罗塞塔在原地所做的复杂测量，需要使用数值或分析模型。我们使用扩展的分析形式描述太阳风在彗星上的电荷转变过程。模型受到罗塞塔等离子体组件-离子成分分析仪(RPC-ICA)的太阳风离子测量和罗塞塔的离子与中性分析-彗尾压力传感器(ROSINA-COPS)的中性密度观测的驱动，以及在水气中的氢和氦粒子的电荷转变截面。我们展示了67P彗星上电荷转变效率的任务范围概述。电子俘获截面占主导地位，并有利于产生含能量的He和H中性原子，其流量预计将与H +和He2 +离子相媲美。通过基于本地RPC-ICA流量测量来获取中性气体排气速率，并与ROSINA的估计非常相符。根据模型，我们发现太阳风的电荷交换无法完全解释罗塞塔观测到的离心距离小于2.5 AU时太阳风离子流量的急剧下降幅度。这可能是因为模型没有考虑到相对离子动力学以及在核心上游形成的弓状冲击波结构的影响。这项工作还表明，太阳紫外线辐射和高能电子的电离主导了彗星离子的来源，尽管太阳风的贡献在孤立事件中可能也是显著的。
作者：Cyril Simon Wedlund, Etienne Behar, Hans Nilsson, Markku Alho, Esa Kallio, Herbert Gunell, Dennis Bodewits, Kevin Heritier, Marina Galand, Arnaud Beth, Martin Rubin, Kathrin Altwegg, Martin Volwerk, Guillaume Gronoff, and Ronnie Hoekstra
论文ID：1902.04417
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2020-08-19