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木星强大极光中的离散和宽频电子加速

自然体积549，页面66 - 69 (2017）引用本文

主题

摘要

来自地球极地地区的最强烈的极光发射，因其清晰的空间配置而被称为离散的，是由一个过程产生的，该过程涉及电子的相干加速，通过缓慢演变的强电场沿着连接地球空间环境和极地地区的磁场线产生1，2．相比之下，地球上强度较低的极光通常是由被磁捕获的热电子群的波散射引起的(在弥漫极光的情况下)，或者是由短暂时期(在宽带极光或Alfvénic极光的情况下)由波沿磁力线的湍流或随机向下加速电子引起的。3.，4．木星相对稳定的主极光的功率密度比地球大得多，因此人们想当然地认为它主要是由离散极光过程产生的5，6，7．然而,初步原位对木星极光区域的测量没有发现这一过程的证据8，9，10．在这里，我们报告了在木星极光极地地区观测到的独特的、高能的、向下的、离散的电子加速度。我们还推断向上磁场排列的电势高达400千电子伏，比在地球上观测到的最大电势大一个数量级11．尽管这些向上的电势很大，而且地球上的观测也有预期，但木星上由离散加速度引起的向下的能量通量比宽带或随机过程引起的能量通量要小，其宽带和随机特征与地球上的特征有本质上的不同。

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图1:2016年8月27日，朱诺号第一次环绕木星(PJ1)遭遇木星时，绝地武士的高能电子数据。
图2:来自朱诺紫外光谱仪(UVS)仪器的木星紫外极光图像。
图3:朱诺号第四次环绕木星(PJ4)与木星低空极地地区相遇时的高能电子数据(2017年2月2日)。
图4:20 16年12月11日，朱诺号第三次环绕木星(PJ3)与木星低空极区相遇时的高能电子数据。

参考文献

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确认

我们感谢美国宇航局和帮助朱诺号任务成为可能的贡献机构。这项工作是由美国宇航局的朱诺新边疆计划通过与西南研究所的分包合同资助的。

作者信息

作者及隶属关系

  1. 约翰霍普金斯大学应用物理实验室，美国马里兰州劳雷尔

    B. H.莫克，D. K.哈格蒂，C.帕拉纳卡斯，G.克拉克，P.科尔曼和A. M.赖默

  2. 西南研究所，美国德克萨斯州圣安东尼奥

    S. J.博尔顿，F.阿莱格里尼，G. R.格莱斯顿，D. J.麦科马斯和P.瓦莱克

  3. 喷气推进实验室，帕萨迪纳，加利福尼亚州，美国

    S. M.莱文

  4. 意大利罗马国家天体研究所-天体研究所和西班牙行星研究所

    答:Adriani

  5. 德克萨斯大学圣安东尼奥分校物理与天文系，美国德克萨斯州圣安东尼奥

    f . Allegrini

  6. 科罗拉多大学，博尔德，美国科罗拉多州

    f . Bagenal

  7. Université de Liège，技术和天体物理研究所，实验室de体质Atmosphérique等Planétaire, Liège，比利时

    b . Bonfond

  8. 美国马里兰州格林贝尔特，美国宇航局戈达德太空飞行中心

    j.e.p.康纳尼

  9. 美国爱荷华州爱荷华市爱荷华大学

    W. S.库尔斯

  10. 普林斯顿大学，美国新泽西州普林斯顿

    d·j·麦科马斯

作者
  1. B. H.莫克
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  2. d·k·哈格蒂
    查看作者出版物

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  3. c . Paranicas
    查看作者出版物

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  4. g·克拉克
    查看作者出版物

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  5. p . Kollmann
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  6. a.m.赖默
    查看作者出版物

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  7. S. J.博尔顿
    查看作者出版物

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  8. S. M.莱文
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  9. 答:Adriani
    查看作者出版物

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  11. f . Bagenal
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    查看作者出版物

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  13. j.e.p.康纳尼
    查看作者出版物

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  14. 格莱斯顿
    查看作者出版物

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  15. W. S.库尔斯
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  16. d·j·麦科马斯
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  17. p . Valek
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贡献

B.H.M.是朱诺绝地调查的首席调查员，创建无花果1，3.而且4并分析了数据。D.K.H.在朱诺号通过极地时操纵着绝地仪器。C.P.协调了朱诺极地通道仪器的规划工作。G.C.确定了用于量化粒子通量强度的JEDI效率。P.K.确定了绝地仪器的带外灵敏度。A.M.R.开发了一种程序，用于消除高能穿透器对电子能谱的最小电离污染。S.J.B.是朱诺号任务的首席研究员。S.M.L.是朱诺号任务的项目科学家。A.A.是朱诺红外极光成像仪(JIRAM)的首席研究员，帮助计划朱诺极地遭遇并解释极光图像。F.A.是朱诺JADE等离子体传感器的成员，帮助计划朱诺极光相遇并解释粒子测量。 F.B. helped to plan the Juno polar encounters and performed the magnetic mapping of the Juno trajectory to the auroral atmosphere. B.B. is a member of the UVS imaging team and interpreted the Juno UVS auroral images. J.E.P.C. is lead investigator of the Juno magnetometer instrument and provided the magnetic field data necessary for ordering the particle data in无花果1，3.而且4．G.R.G.是朱诺UVS仪器的首席研究员图2．W.S.K.是朱诺波调查的首席研究员，并帮助计划和解释木星极地地区的观测。D.J.M.是朱诺JADE等离子体仪器的主要开发者，并帮助解释了电子测量。P.V.是朱诺JADE仪器的首席研究员，并帮助计划朱诺极地遭遇和解释电子测量。

相应的作者

对应到B. H.莫克．

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有相互竞争的经济利益。

额外的信息

审核人信息自然感谢J. Clarke, T. Cravens和其他匿名审稿人对本工作的同行评议所作的贡献。

出版商注:施普林格《自然》杂志对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

扩展的数据图形和表格

扩展数据图1 PJ3与木星极地相遇时的高能电子数据(2016年12月11日)。

一样图4罪犯，但显示了一段非常长的时间，包括整个北极关口。水平变亮的中心在150kev in附近b特别是在辐射带，是方法中讨论的最小电离特征。

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引用本文

莫克，B，哈格蒂，D，帕拉尼卡斯，C。et al。木星强大极光中的离散和宽频电子加速。自然549， 66-69(2017)。https://doi.org/10.1038/nature23648

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