Far-ultraviolet aurora identified at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
Far-ultraviolet aurora identified at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
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67P/Churyumov-Gerasimenko 彗星上发现远紫外线极光
DOI：
10.1038/s41550-020-1171-7
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
14.1
通讯作者：
Galand M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Galand M
彗星的核比木炭暗，通常是通过彗星的尾气从地球上探测到的。彗发是一个气体包层，当彗星离太阳越来越近时，它是通过从彗核升华冰而形成的。在光谱的远紫外线部分，对彗星的观测揭示了氢和氧原子发射的存在。在从地球上观察到的大空间尺度上，这种发射主要是由太阳辐射泵浦的共振荧光所主导的。在这里，我们分析了Rosetta航天器在彗核附近获得的原子发射，并揭示了它们的极光性质。为了确定它们的来源，我们对这些排放进行了多仪器定量分析，结合了一致的中性气体、电子和远紫外线观测。我们证实，在大日心距离下，在67P/Churyumov-Gerasimenko彗星周围的Rosetta探测到的原子发射是由加速的太阳风电子(而不是彗星分子的光致电离产生的电子)对彗星分子的解离激发造成的。像地球和火星上的离散极光一样，这种彗星极光是由太阳风与当地环境的相互作用驱动的。我们还强调了氧线Oiat波长1,356ä如何被用作太阳风电子变化性的示踪剂。
Having a nucleus darker than charcoal, comets are usually detected from Earth through the emissions from their coma. The coma is an envelope of gas that forms through the sublimation of ices from the nucleus as the comet gets closer to the Sun. In the far-ultraviolet portion of the spectrum, observations of comae have revealed the presence of atomic hydrogen and oxygen emissions. When observed over large spatial scales as seen from Earth, such emissions are dominated by resonance fluorescence pumped by solar radiation. Here, we analyse atomic emissions acquired close to the cometary nucleus by the Rosetta spacecraft and reveal their auroral nature. To identify their origin, we undertake a quantitative multi-instrument analysis of these emissions by combining coincident neutral gas, electron and far-ultraviolet observations. We establish that the atomic emissions detected from Rosetta around comet 67P/Churyumov-Gerasimenko at large heliocentric distances result from the dissociative excitation of cometary molecules by accelerated solar-wind electrons (and not by electrons produced from photo-ionization of cometary molecules). Like the discrete aurorae at Earth and Mars, this cometary aurora is driven by the interaction of the solar wind with the local environment. We also highlight how the oxygen line Oiat wavelength 1,356 Å could be used as a tracer of solar-wind electron variability.
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