Lyman-alpha Radiation Pressure in the Heliosphere: Results from a 3D Monte Carlo Radiative Transfer Simulation
Lyman-alpha Radiation Pressure in the Heliosphere: Results from a 3D Monte Carlo Radiative Transfer Simulation
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日光层中的莱曼-α 辐射压力：3D 蒙特卡罗辐射传输模拟的结果
DOI：
10.1088/1742-6596/642/1/012007
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
K. Scherer
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
B. Fayock;G. P. Zank;J. Heerikhuisen;C. R. Gilbert;K. Scherer
日球层及其与局部星际介质相互作用的全球模型自其发展之初就已发展到适合航天器观测。现在已经认识到，中性氢在改变日球层顶的形状和位置方面起着非常重要的作用。将模拟结果与观测结果进行比较，往往导致需要对某一特定过程进行更精确的处理。我们提请注意一个长期持有的假设，即由于莱曼- α吸收和发射，中性氢原子的辐射压力随着日心距离的增加而下降，其速度与太阳引力相同。这些通常被合并成一个术语。通过对日球层Lyman-alpha辐射传输的蒙特卡罗模拟，我们发现辐射压力1)下降的速度比r-2慢，2)不是各向同性的。我们发现，在~ 6 ~ 75 AU之间，逆风方向的辐射压力随日心距离的增加而下降，其幂约为-1.80，而顺风方向的辐射压力随日心距离的增加而下降，但下降的速度要慢得多，变化也更大。我们讨论我们的方法和结果以及下面的含义。
Global models of the heliosphere and its interaction with the local interstellar medium have evolved to fit spacecraft observations since the beginning of their development. It is now understood that neutral hydrogen plays a very important role in the modification of the shape and location of the heliopause. Comparisons of simulations to observations have often led to the need for a more accurate treatment of a particular process. We bring attention to a long-held assumption that radiation pressure on neutral hydrogen atoms due to Lyman-alpha absorption and emission falls off with heliocentric distance at the same rate as solar gravitation. These have generally been combined into a single term. Through our Monte Carlo simulation of Lyman-alpha radiative transfer in the heliosphere, we show that the radiation pressure 1) falls off at a slower rate than r-2 and 2) is not isotropic. We find that the radiation pressure in the upwind direction falls off with heliocentric distance with a power of approximately-1.80 between~ 6 and 75 AU, while the downwind direction falls of with a much slower rate and more variability over heliocentric distance. We discuss our methods and results as well as the implications below.
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