彗星大气层中的太阳风电荷交换。I. H$\_2$O 中 He 和 H 粒子的电荷变化和电离截面。
摘要：太阳风电荷转换反应对彗星大气的物理化学具有重要意义，通过将快速轻质太阳风离子有效转化为缓慢重质彗星离子，使得太阳风负载质量。为了理解这些过程并将其置于与中性大气相互作用的太阳风等离子体的背景下，需要数值或分析模型。这些模型的输入，如碰撞截面和化学反应，至关重要。 讨论了在水气中实验测量的氢和氦粒子电荷转换和电离截面的账务和拟合，重点是特征是太阳风速度为低能量/低速度范围（<20 keV u^{-1}/2000 km s^{-1}）。 我们提供了电荷转换和电离反应截面的多项式拟合，并列出了未来研究的实验需求。我们计算了麦克斯韦平均的截面，并用双变量多项式拟合它们，适用于太阳风温度从10^5到10^6 K（12-130 eV）。在典型的太阳风速度下，He^{ 2+} 的单电子和双电子俘获反应占主导地位。相应地，H^+ 的单电子俘获和H^- 的单电子丧失占主导地位，导致高能中性原子（ENAs）的产生。电离截面在20 keV以上的能量处都达到峰值，并且预计在总离子产生中起到适度的作用。太阳风麦克斯韦温度的影响对于峰值能量较高的截面来说是最大的，这表明彗星和行星环境中的激波结构可能有利于以前被认为是可以忽略的过程的局部加热。
作者：Cyril Simon Wedlund, Dennis Bodewits, Markku Alho, Ronnie Hoekstra, Etienne Behar, Guillaume Gronoff, Herbert Gunell, Hans Nilsson, Esa Kallio, and Arnaud Beth
论文ID：1902.05048
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2019-09-25