火星沉降H-ENA的分布与特性

Abstract

能量中性原子(Energetic Neutral Atom, ENA)是由能量离子与中性背景成分电荷交换产生. 火星的外逸层扩展范围远高于弓激波, 上游太阳风质子与其相互作用并转化为太阳风氢ENA(Hydrogen-ENA, H-ENA), 新生的H-ENA可直接进入低层大气, 成为新的物质与能量输运通道. 本文基于单流体多成分MHD模型与中性外逸层模型, 计算了火星200 km等高面沉降H-ENA通量的空间分布, 统计了多种太阳风条件下沉降H-ENA的粒子与能量沉降率, 分析影响因素. 结果表明, 在一定模拟条件下, 产生于弓激波上游的太阳风H-ENA, 呈cosZ分布(Z为天顶角), 受磁异常影响较小, 是沉降H-ENA的主要成分, 占ENA总沉降量的59%, 占能量沉降的81%; 产生于磁鞘的磁鞘H-ENA受磁异常阻碍影响较大, 在最强磁异常上方其沉降通量显著下降; 沉降H-ENA与上游太阳风的通量呈正比例关系; 2.1%～3.5%上游太阳风质子转化为太阳风H-ENA.

Keywords

• 火星
• 沉降H-ENA
• MHD模型
• 磁异常