Spectral properties of keV-energetic ion populations inside the heliopause reflected by IBEX-relevant energetic neutral atoms
Spectral properties of keV-energetic ion populations inside the heliopause reflected by IBEX-relevant energetic neutral atoms
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IBEX 相关高能中性原子反映的日球层顶内 keV 高能离子群的光谱特性
DOI：
10.1051/0004-6361/201219241
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发表时间：
2013
影响因子：
6.5
通讯作者：
Schwadron
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Siewert;McComas;Schwadron
三年多来，IBEX 任务一直在监测天空各个方向 0.1 至 6 keV 范围内的高能中性原子 (ENA) 通量。在这段漫长的观测期间，可以确认的是，多年来不断发现了一个突出的ENA发射特征，称为“带”。此外，光谱通量特征也成为精细化观测的目标。因此，在本研究中，我们的目标是提供光谱 ENA 通量特性的理论计算结果。我们在本文中考虑的 ENA 是由于日鞘区域中存在两种类型的转电荷拾取离子：在经过终止激波时经过能量处理的初级拾取离子，以及从绝热冷却的异常宇宙射线离子诱导到拾取离子状态的离子。两种成分都有不同的光谱，因此我们需要考虑这两个群体的叠加分布中电荷交换过程产生的 ENA 通量。我们推导出 ENA 通量沿视线的光谱特征作为天体方向的函数，并将其与 IBEX 观测结果进行比较。所得光谱的幂律特征与 IBEX 在日光层大部分区域观测到的平均功率指数表现出良好的匹配，但日尾除外，我们采用的日光层模型无法提供足够准确的表示。
For more than three years now, the IBEX mission monitors fluxes of energetic neutral atoms (ENAs) in the range between 0.1 to 6 keV from all directions of the sky. During this extended observation period, it could be confirmed that an outstanding ENA emission feature, called the “ribbon”, has been continuously found over the past years. In addition, spectral flux features also have become the target of refined observations. In this study, we thus aim at delivering theoretically calculated results on spectral ENA flux properties. The ENAs we are considering in this paper are due to two types of transcharged pick-up ions present in the heliosheath region: primary pick-up ions that have been energetically processed at their passage over the termination shock, and ions induced to the pick-up ion regime from adiabatically cooled anomalous cosmic ray ions. Both components have different spectra, so we need to consider ENA fluxes generated by charge-exchange processes from the superposed distributions of these two populations. We derive the spectral features of ENA fluxes along a line-of-sight as a function of the celestial direction and compare them with IBEX observations. The power-law characteristics of the resulting spectra exhibit a good match with the average power indices observed by IBEX in large sections of the heliosphere, with the notable exception of the heliotail, for which our adopted heliospheric model does not provide an accurate enough representation.
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