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[宇宙物理] NASA“朱诺号”探测到木星的最高能量的离子

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aatest 发表于 2021-7-19 22:12:59 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 

NASA“朱诺号”探测到木星的最高能量的离子

NASA“朱诺号”探测到木星的最高能量的离子








木星的行星辐射环境是太阳系中最强烈的。美国宇航局的朱诺号航天器自2016年以来一直比以前的任何任务都更接近木星的轨道,从一个独特的极地轨道调查其最内部的辐射带。该航天器的轨道使我们能够首次对木星的辐射带进行完整的纬度和纵向研究。贝克尔等人利用这一能力,报告发现了困在木星中纬度地区的新的重质高能离子群。

作者采用了一种新的技术来探测这个群体;他们没有使用粒子探测器或光谱仪来观察和量化这些离子,而是使用了“朱诺号”木星探测器的星际跟踪摄像系统。星体追踪器,或恒星参考单元(SRU),是一种高分辨率的导航相机,其主要任务是利用对天空的观测来计算航天器的精确方向。朱诺航天器上的SRU是屏蔽最严密的部件之一,其辐射保护是航天器辐射库中其他系统的6倍。

尽管有厚重的保护,具有非常高能量的离子和电子仍然偶尔会穿透屏蔽层并击中SRU的传感器。这项研究的重点是118个不寻常的事件,这些事件的能量比典型的穿透性电子要高得多。利用计算机建模和实验室实验,作者确定这些离子沉积的能量比穿透性质子和电子沉积的能量分别高10倍和100倍。

为了确定可能负责的离子种类,作者检查了传感器撞击的形态。尽管大多数撞击只触发了几个像素,但少数入射角较低的事件可以产生条纹,在粒子穿透连续的像素时,能量被沉积下来。模拟软件可以预测在物质中运动的各种粒子的能量沉积,为朱诺遇到的离子提供候选。作者说,轻如氦或重如硫的离子物种至少可以解释一些观察到的撞击。从氦到氧的物种可以解释所有的撞击,只要它们的能量超过每个核子100兆电子伏特。

最后,该研究将这些离子归于同步辐射区的内部边缘,位于1.12-1.41木星半径的径向距离和31°至46°的磁纬度。这个区域还没有被以前的任务探索过,而且这个离子群以前也是未知的。它们的总能量以千兆电子伏特为单位,代表了朱诺号迄今为止观测到的最高能量的粒子。


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