Pickup jon
Inom solfysik skapas heliosfäriska upptagningsjoner när neutrala partiklar inuti heliosfären joniseras av antingen ultraviolett solstrålning, laddningsutbyte med solvindsprotoner eller elektronstötjonisering . Pickupjoner kännetecknas generellt av sitt enda laddningstillstånd, en typisk hastighet som sträcker sig mellan 0 km/s och två gånger solvindens hastighet (~800 km/s), en sammansättning som återspeglar deras neutrala fröpopulation och deras rumsliga fördelning i heliosfären . Den neutrala fröpopulationen av dessa joner kan antingen vara av interstellärt ursprung eller av mån-, komet- eller inre ursprung. Strax efter joniseringen plockas de enkelladdade jonerna upp av den magnetiserade solvindsplasman och utvecklar starka anisotropa och toroidala hastighetsfördelningsfunktioner, som gradvis omvandlas till ett mer isotropiskt tillstånd. Efter att de skapats rör sig pickupjoner med solvinden radiellt utåt från solen.
Interstellära pickupjoner härstammar från den neutrala komponenten av det lokala interstellära mediet (LISM), som kommer in i heliosfären med en hastighet på 25 km/s som ett resultat av dess relativa rörelse i förhållande till solen . Denna neutrala vind joniseras gradvis och fungerar som fröpopulation för interstellära pickupjoner. Upptagningsjoner från inre källa produceras av en inre källa av neutrala partiklar. De detaljerade produktionsmekanismerna för dessa joner diskuteras för närvarande.
Historia
Interstellära pickupjoner
Eftersom solen rör sig i förhållande till det lokala interstellära mediet med en hastighet på ~25 km/s, kan interstellära atomer komma in i heliosfären utan att avböjas av det interplanetära magnetfältet . Förekomsten av en population av neutrala interstellära partiklar inuti heliosfären förutspåddes första gången 1970. Deras resa från den yttre kanten av vår heliosfär, den så kallade heliopausen, upp till jordens omloppsbana tar över 30 år att genomföra. Under den tiden utarmas de interstellära atomerna gradvis av joniseringsprocesser och deras densitet vid 1 AU är betydligt lägre jämfört med det interstellära mediet . Eftersom atomer har olika känslighet för de olika joniseringsprocesserna, skiljer sig sammansättningen av interstellära atomer vid 1 AU mycket från sammansättningen vid kanten av vår heliosfär eller det lokala interstellära mediet . Heliumatomer har en mycket hög första joniseringspotential jämfört med andra interstellära arter och är därför mindre känsliga för joniseringsförluster genom sol- UV- jonisering. Detta är också anledningen till att He + är den mest förekommande interstellära pickupjonen vid 1 AU (följt av H + , O + , Ne + och N + ) och var också den första pickupjonen som detekterades med SULEICA-instrumentet på AMPTE-rymdfarkoster 1984. Följande upptäckter av H + , O + , Ne + och N + har gjorts flera år senare med SWICS-instrumentet ombord på rymdfarkosten Ulysses.
Observationerna av interstellära upptagningsjoner nära jorden gör det möjligt att undersöka gasdynamiken i det lokala interstellära mediet , som annars bara kan slutas på distans via optiska observationer eller genom en direkt mätning av den interstellära neutrala gasen. Den relativa hastigheten för det lokala interstellära mediet med avseende på solen, temperatur och densitet kan härledas från det rumsliga mönstret för de observerade upptagningsjonflödena. Speciellt den fokuseringskon för pickupjoner, som är en förbättring av interstellära pickupjoner som är saminriktad med hastighetsvektorn för de interstellära neutrala atomerna (He + och Ne + ), bildas på grund av solens gravitationsattraktion och kan användas för att härleda inflödesriktningen för det lokala interstellära mediet . Mitt emot fokuseringskonen, på den så kallade motvindssidan av Solen, produceras ett förstärkt pickupjonflöde i form av en halvmåne för atomer med låga första joniseringspotentialer (H + , O + , N + ) .
Se även
- Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (uppmätta pickupjoner vid Pluto 2015, rymdfarkostinstrument)