Ionization rates in the heliosheath and in astrosheaths - Spatial dependence and dynamical relevance
Ionization rates in the heliosheath and in astrosheaths - Spatial dependence and dynamical relevance
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日鞘和星鞘中的电离率 - 空间依赖性和动力学相关性
DOI：
10.1051/0004-6361/201321151
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发表时间：
2014
影响因子：
6.5
通讯作者：
S. E. S.Ferreira
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
K. Scherer;H. Fichtner;H. J. Fahr;M. Bzowski;S. E. S.Ferreira
在日光层中，特别是在日鞘内，中性星际物质的电离引起的质量、动量和能量负载起着重要的作用，但对于某些物质，特别是氦，其作用被低估了。目的讨论星际中性氢和氦的电荷交换和电子碰撞过程的实现及其对后续建模的意义。我们特别强调了电子碰撞和更复杂的电荷交换反应的数值处理的重要性。讨论了非共振电荷交换效应。方法讨论了不同反应的磁流体方程中的速率系数，修正了截面的影响，以及它们在碰撞积分中的表示。结果在日球层的某些区域，特别是在日尾，电子碰撞比电荷交换更有效，中性星际氦的电离对日鞘中的质量和动量负载的贡献约为40%。电荷交换截面的模拟需要更高的精度，特别是考虑到描述它们的最新进展。结论在模拟日鞘和一般的星鞘时，需要考虑氦的电离和氢的电子碰撞电离。此外，电荷交换截面需要以更复杂的方式处理，要么开发更好的解析近似，要么通过数值求解碰撞积分。
ContextIn the heliosphere, especially in the inner heliosheath, mass-, momentum-, and energy-loading induced by the ionization of neutral interstellar species plays an important, but for some species, especially helium, an underestimated role.AimsWe discuss the implementation of charge exchange and electron impact processes for interstellar neutral hydrogen and helium and their implications for the subsequent modeling. We especially emphasize the importance of electron impact and a more sophisticated numerical treatment of the charge exchange reactions. Moreover, we discuss the nonresonant charge exchange effects.MethodsWe discuss rate coefficients and revise the influence of the cross-sections in the (magneto-)hydrodynamic equations for different reactions and also their representation in the collision integrals.ResultsElectron impact is in some regions of the heliosphere, particularly in the heliotail, more effective than charge exchange, and the ionization of neutral interstellar helium contributes about 40% to the mass- and momentum-loading in the heliosheath. The charge exchange cross-sections need to be modeled with higher accuracy, especially in view of the latest developments made in describing them.ConclusionsThe ionization of helium and the electron impact ionization of hydrogen need to be taken into account in modeling the heliosheath and, in general, astrosheaths. Moreover, the charge exchange cross-sections need to be handled in a more sophisticated way, either by developing better analytic approximations or by numerically solving the collision integrals.
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DOI：
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
作者：
G. Zank;J. Heerikhuisen;Brian E. Wood;N. Pogorelov;E. Zirnstein;D. McComas
通讯作者：
D. McComas
影响因子：
7.9
作者：
Borovikov, Sergey N.;Pogorelov, Nikolai V.;Richardson, John D.
通讯作者：
Richardson, John D.
重新审视拾取离子分布演化理论：磁冷却还是绝热冷却？
DOI：
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发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
--
作者：
H. Fahr
通讯作者：
H. Fahr
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DOI：
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发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
--
作者：
H. Müller;G. Zank
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DOI：
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发表时间：
2001
期刊：
影响因子：
--
作者：
E. M. Arnal
通讯作者：
E. M. Arnal