Corotation of Bright Features in the Io Plasma Torus
Corotation of Bright Features in the Io Plasma Torus
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Io 等离子体环中明亮特征的共转
DOI：
10.1029/2018ja025363
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yoshikawa I.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Suzuki F.;Yoshioka K.;Hikida R.;Murakami G.;Tsuchiya F.;Kimura T.;Yoshikawa I.
Io等离子体环(IPT)中的电子能量分布是非麦克斯韦的。这些“热”成分会产生极强的紫外线辐射，但它们的能量来源尚不清楚。一种可能保存热电子能量的潜在机制是木星磁层中的内向等离子体运动。因此，了解高能分量的电子能量分布是很重要的。Hisaki卫星上的极紫外光谱仪已经开始了对IPT的观测。我们发现，在5小时后，IPT的一个ANSA中的明亮瞬变特征与另一个ANSA中的亮瞬变特征相关。由于一批等离子体从一个ANSA移动到另一个ANSA需要5个小时(木星自转周期的一半)，因此关联表明瞬变特征是相同的，它们存活的时间超过5个小时。由于辐射冷却过程的时间尺度为~3小时，这一事实表明，注入的热电子通过库仑与环境电子的碰撞而在冷却中存活超过2小时。假设与冷却时间的关系，我们可以从发光持续时间推算出热电子温度。在这里，我们报告偶尔有热电子注入到IPT中，据推测超过150到650 EV(约占所有事件的15%)。对于大多数事件，注入电子的温度低于150 eV。
Electron energy distribution in the Io plasma torus (IPT) is non‐Maxwellian. The “hot” components induce extreme ultraviolet radiation, although their energy source remains unknown. One potential mechanism that may preserve the energy of hot electrons is inwardly directed plasma motion in the Jovian magnetosphere. Therefore, understanding the high‐energy component of the electron energy distribution is important. The extreme ultraviolet spectrometer onboard the HISAKI satellite has started the observation of the IPT. We show that bright transient features in one ansa of the IPT correlate with those in the other ansa after 5 hr. Because it takes 5 hr (one half of the rotation cycle of Jupiter) for a batch of plasma to move from one ansa to the other, the correlation indicates that the transient features are identical and that they survive for greater than 5 hr. Since the time scale of the radiative cooling process is ~3 hr, this fact suggests that injected hot electrons survive against cooling via Coulomb collision with ambient electrons for greater than 2 hr. Assuming the relationship with the cooling time, we can deduce the hot electron temperature from the brightening duration. Here we report the occasional hot electron injections, presumed to exceed 150 up to 650 eV, into the IPT (approximately 15% out of all events). For the most of events, the temperature of injected electron is lower than 150 eV.
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