Modulations of Saturn's UV Auroral Oval Location by Planetary Period Oscillations
Modulations of Saturn's UV Auroral Oval Location by Planetary Period Oscillations
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行星周期振荡对土星紫外极光椭圆位置的调节
DOI：
10.1029/2018ja026117
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bader A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bader A
众所周知，土星的磁层动力学受到所谓的行星周期振荡（PPO）的极大影响。基于卡西尼紫外成像光谱仪（UVIS）图像，先前已经表明，紫外极光强度明显地与PPO相关的旋转场向电流（FAC）系统相调制。在这里，我们通过使用相同的数据集来研究PPO引起的主要极光椭圆的空间调制来扩展这项调查。我们提出了一个强大的算法，用于确定卡西尼-UVIS图像中的主要发射的位置。获得的位置标记，然后用于计算极光椭圆的统计位置和它的周期性位移由于PPO FACs和相关的电离层流动。我们发现，主弧的最大赤道位移在两个半球都滞后于PPO依赖的紫外极光统计增亮大约45-90°，并且不像基于磁力计观测的现有模型所建议的那样与它共位。此外，我们找到了极光椭圆的中心，通过拟合圆的主要发射和分析其椭圆形的运动，整个椭圆形的位移与PPO阶段。它表明，极光椭圆弧和它的中心的周期性位移是较大的两个PPO系统旋转时，在相对反相比当他们的相位，清楚地表明，半球间的PPO FAC关闭调制不仅强度，但也主要的紫外极光发射的位置。
It is well known that Saturn's magnetospheric dynamics are greatly influenced by the so‐called planetary period oscillations (PPOs). Based on Cassini Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) imagery, it has been shown previously that the UV auroral intensity is clearly modulated in phase with rotating field‐aligned current (FAC) systems associated with the PPOs. Here we expand upon this investigation by using the same data set to examine the PPO‐induced spatial modulation of the main auroral oval. We present a robust algorithm used for determining the location of the main emission in Cassini‐UVIS images. The location markers obtained are then used to calculate the statistical location of the auroral oval and its periodic displacement due to the PPO FACs and the related ionospheric flows. We find that the largest equatorward displacement of the main arc lags behind the PPO‐dependent statistical brightening of the UV aurora by roughly 45–90° in both hemispheres and is not colocated with it as the present model based on magnetometer observations suggests. We furthermore find the center of the auroral oval by fitting circles to the main emission and analyze its elliptic motion as the entire oval is displaced in phase with the PPO phases. It is demonstrated that the periodic displacements of both the auroral oval arc and its center are larger when the two PPO systems rotate in relative antiphase than when they are in phase, clearly indicating that interhemispheric PPO FAC closure modulates not only the intensity but also the location of the main UV auroral emission.
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