Precipitating Electron Energy Flux and Characteristic Energies in Jupiter's Main Auroral Region as Measured by Juno/JEDI
Precipitating Electron Energy Flux and Characteristic Energies in Jupiter's Main Auroral Region as Measured by Juno/JEDI
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Juno/JEDI 测量的木星主要极光区的沉淀电子能量通量和特征能量
DOI：
10.1029/2018ja025639
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Clark G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Clark G
电子能量通量和主要极光损失锥中电子分布的特征能量之间的关系弥合了理论预测与最近从朱诺号获得的测量之间的差距。几十年来，这种关系一直是从木星极光的遥感观测中推断出来的，主要是哈勃太空望远镜，最近也来自Hisaki。然而，为了推断这些数量，遥感技术必须假设木星大气结构的属性，导致其轮廓的不确定性。朱诺号的到达和随后的极光通过使我们能够在航天器通过极光加速区域时第一次明确地获得这些关系。使用Juno/Jupiter高能粒子探测器（JEDI），一种高能粒子仪器，我们提出了30 keV至1 MeV电子数的这些关系。这里给出的观测结果表明，损失锥中的电子能量通量是特征或平均电子能量的非线性函数，并且支持Knight（1973，https：//doi.org/10.1016/0032 - 0633（73）90093 - 7）和磁流体动力学湍流加速理论（例如，Saur等人，2003，https：//doi.org/10.1029/2002GL015761）。最后，我们将朱诺号的原位分析与久木号的远程观测进行比较，并利用它们来帮助约束木星的大气剖面。我们发现一个可能的解决方案，提供这些数据集之间的最佳协议是一个大气剖面，更有效地运输碳氢化合物到更高的海拔。如果这是正确的，它支持以前发表的想法（例如，Parkinson等人，2006，https：//doi.org/10.1029/2005JE002539），沉淀电子增加极光区域中的碳氢化合物涡流扩散系数。
The relationship between electron energy flux and the characteristic energy of electron distributions in the main auroral loss cone bridges the gap between predictions made by theory and measurements just recently available from Juno. For decades such relationships have been inferred from remote sensing observations of the Jovian aurora, primarily from the Hubble Space Telescope, and also more recently from Hisaki. However, to infer these quantities, remote sensing techniques had to assume properties of the Jovian atmospheric structure—leading to uncertainties in their profile. Juno's arrival and subsequent auroral passes have allowed us to obtain these relationships unambiguously for the first time, when the spacecraft passes through the auroral acceleration region. Using Juno/Jupiter Energetic particle Detector Instrument (JEDI), an energetic particle instrument, we present these relationships for the 30‐keV to 1‐MeV electron population. Observations presented here show that the electron energy flux in the loss cone is a nonlinear function of the characteristic or mean electron energy and supports both the predictions from Knight (1973, https://doi.org/10.1016/0032‐0633(73)90093‐7) and magnetohydrodynamic turbulence acceleration theories (e.g., Saur et al., 2003, https://doi.org/10.1029/2002GL015761). Finally, we compare the in situ analyses of Juno with remote Hisaki observations and use them to help constrain Jupiter's atmospheric profile. We find a possible solution that provides the best agreement between these data sets is an atmospheric profile that more efficiently transports the hydrocarbons to higher altitudes. If this is correct, it supports the previously published idea (e.g., Parkinson et al., 2006, https://doi.org/10.1029/2005JE002539) that precipitating electrons increase the hydrocarbon eddy diffusion coefficients in the auroral regions.
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通讯作者：
C. Carlson;J. Mcfadden;R. Ergun;M. Temerin;W. Peria;F. Mozer;D. Klumpar;E. Shelley;W.K. (Bill) Peterson;E. Moebius;R. Elphic;R. Strangeway;C. Cattell;R. Pfaff
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