Multi-instrument analysis of far-ultraviolet aurora in the southern hemisphere of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
Multi-instrument analysis of far-ultraviolet aurora in the southern hemisphere of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
复制标题
67P/Churyumov-Gerasimenko 彗星南半球远紫外极光多仪器分析
DOI：
10.1051/0004-6361/202039155
复制
发表时间：
2021
影响因子：
6.5
通讯作者：
Stephenson P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stephenson P
我们的目标是确定电子碰撞对彗星中性粒子的解离激发是否是南半球67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星在大日心距离处远紫外（FUV）发射的主要来源，无论是在安静条件下还是在2016年夏天观察到的共转相互作用区域的影响下。方法我们通过多-在进行仪器分析的过程中，完成了67 P彗星南半球远紫外辐射的第一次正演模拟，并将模拟亮度与Alice远紫外成像摄谱仪的观测结果进行了比较。我们模拟了OI 1356、OI 1304、莱曼-β、CI 1657和CII 1335发射的亮度，这些发射与彗发中四种主要中性物质的解离产物有关：CO2、H2O、CO和O2。超热电子群由Rosetta Plasma Consortium的离子和电子传感器探测，中性柱密度由几种仪器限制：罗塞塔轨道器离子和中性分析光谱仪（ROSINA），Rosetta轨道飞行器的微波仪器和可视红外热成像光谱仪。结果当观察最低点时，模拟和观察到的FUV发射线亮度非常接近，由电子碰撞引起的离解激发被证明是远离近日点的主要发射源。CII 1335排放量与ROSINA产生的CO体积混合比一致。当观察同转相互作用区撞击期间的临边时，模型很好地再现了OI 1356和CI 1657的亮度，但扩展彗发中的共振散射可能对观测到的莱曼-β和OI 1304辐射有显著贡献。超热电子通量的变化与观测到的FUV线亮度之间的相关性表明，电子在大尺度上被加速，它们起源于太阳风。这意味着FUV辐射本质上是极光。
AimsWe aim to determine whether dissociative excitation of cometary neutrals by electron impact is the major source of far-ultraviolet (FUV) emissions at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko in the southern hemisphere at large heliocentric distances, both during quiet conditions and impacts of corotating interaction regions observed in the summer of 2016.MethodsWe combined multiple datasets from the Rosetta mission through a multi-instrument analysis to complete the first forward modelling of FUV emissions in the southern hemisphere of comet 67P and compared modelled brightnesses to observations with the Alice FUV imaging spectrograph. We modelled the brightness of OI1356, OI1304, Lyman-β, CI1657, and CII1335 emissions, which are associated with the dissociation products of the four major neutral species in the coma: CO2, H2O, CO, and O2. The suprathermal electron population was probed by the Ion and Electron Sensor of the Rosetta Plasma Consortium and the neutral column density was constrained by several instruments: the Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA), the Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter and the Visual InfraRed Thermal Imaging Spectrometer.ResultsThe modelled and observed brightnesses of the FUV emission lines agree closely when viewing nadir and dissociative excitation by electron impact is shown to be the dominant source of emissions away from perihelion. The CII1335 emissions are shown to be consistent with the volume mixing ratio of CO derived from ROSINA. When viewing the limb during the impacts of corotating interaction regions, the model reproduces brightnesses of OI1356 and CI1657 well, but resonance scattering in the extended coma may contribute significantly to the observed Lyman-βand OI1304 emissions. The correlation between variations in the suprathermal electron flux and the observed FUV line brightnesses when viewing the comet’s limb suggests electrons are accelerated on large scales and that they originate in the solar wind. This means that the FUV emissions are auroral in nature.
登录
查看更多内容
质子和电子对分子和原子氧的影响：I. 可见光和 VUV 光谱范围内的高分辨率荧光光谱以及解离电离和激发的发射截面
DOI：
--
发表时间：
2000
期刊：
影响因子：
--
作者：
O. Wilhelmi;K. Schartner
通讯作者：
K. Schartner
太阳风与彗星 67P 的相互作用：同转相互作用区域的影响
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
N. Edberg;A. Eriksson;E. Odelstad;E. Vigren;D. Andrews;F. L. Johansson;J. Burch;C. Carr;E. Cupido;K. Glassmeier;R. Goldstein;J. Halekas;P. Henri;C. Koenders;K. Mandt;P. Mokashi;Z. Németh;H. Nilsson;R. Ramstad;I. Richter;G. S. Wieser
通讯作者：
G. S. Wieser
使用远紫外光谱探测器在三颗彗星中寻找氩和 O VI
DOI：
--
发表时间：
2002
期刊：
影响因子：
--
作者：
H. Weaver;P. Feldman;M. Combi;V. Krasnopolsky;C. Lisse;D. Shemansky
通讯作者：
D. Shemansky
RPC-IES：Rosetta 等离子体联盟的离子和电子传感器
DOI：
--
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Burch;R. Goldstein;T. Cravens;W. Gibson;R. Lundin;C. Pollock;J. Winningham;D. Young
通讯作者：
D. Young
影响因子：
--
作者：
D. Brain;R. Lillis;D. Mitchell;J. Halekas;R. Lin
通讯作者：
D. Brain;R. Lillis;D. Mitchell;J. Halekas;R. Lin