Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
The birth and growth of a solar wind cavity around a comet: Rosetta observations
Luleå tekniska universitet, Institutionen för system- och rymdteknik, Rymdteknik. Swedish Institute of Space Physics, Kiruna.ORCID-id: 0000-0003-0177-510x
Luleå tekniska universitet, Institutionen för system- och rymdteknik, Rymdteknik. Swedish Institute of Space Physics, Kiruna.
Aalto University, School of Electrical Engineering, Department of Electronics and Nanoengineering, Finland.
Technische Universität Braunschweig, Institute for Geophysics and Extraterrestrial Physics, Germany.
Visa övriga samt affilieringar
2017 (Engelska)Ingår i: Monthly notices of the Royal Astronomical Society, ISSN 0035-8711, E-ISSN 1365-2966, Vol. 469, nr Suppl. 2, s. S369-S403Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The Rosetta mission provided detailed observations of the growth of a cavity in the solar wind around comet 67P/Churyumov–Gerasimenko. As the comet approached the Sun, the plasma of cometary origin grew enough in density and size to present an obstacle to the solar wind. Our results demonstrate how the initial slight perturbations of the solar wind prefigure the formation of a solar wind cavity, with a particular interest placed on the discontinuity (solar wind cavity boundary) passing over the spacecraft. The slowing down and heating of the solar wind can be followed and understood in terms of single particle motion. We propose a simple geometric illustration that accounts for the observations, and shows how a cometary magnetosphere is seeded from the gradual steepening of an initially slight solar wind perturbation. A perspective is given concerning the difference between the diamagnetic cavity and the solar wind cavity.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Oxford University Press, 2017. Vol. 469, nr Suppl. 2, s. S369-S403
Nyckelord [en]
acceleration of particles, plasmas, methods: data analysis, techniques: imaging spectroscopy, comets: individual: 67P/Churyumov–Gerasimenko
Nationell ämneskategori
Fusion, plasma och rymdfysik Rymd- och flygteknik
Forskningsämne
Atmosfärsvetenskap
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-68779DOI: 10.1093/mnras/stx1871ISI: 000443940500039Scopus ID: 2-s2.0-85045874053OAI: oai:DiVA.org:ltu-68779DiVA, id: diva2:1206750
Anmärkning

Validerad;2018;Nivå 2;2018-12-07 (marisr)

Tillgänglig från: 2018-05-18 Skapad: 2018-05-18 Senast uppdaterad: 2018-12-07Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Solar Wind Dynamics within The Atmosphere of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Solar Wind Dynamics within The Atmosphere of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
2018 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

In this thesis, we explore the dynamics of the solar wind as it perme-ates and flows through a tenuous cometary atmosphere, with a focuson the interaction observed at comet 67P/Churyumov–Gerasimenko.

Seven comets had already been visited by nine different probes when the European spacecraft Rosetta reached comet Churyumov–Gerasimenko in August 2014. The mission was however the first to orbit its host comet, which it did for a total duration of more than two years, corre-sponding to a large part of the comet’s orbit around the Sun. This en-abled to study how the dynamics of the plasma environment evolvedas the comet itself was transformed from one of the smallest obstaclesto the solar wind in the Solar System when far away from the Sun, toa well-established magnetosphere at perihelion.

Most of our efforts tackle the early part of this transformation, when the creation of new-born cometary ions starts to induce significant disturbances to the incident flow. During this stage, a kinetic descrip-tion of the interaction is necessary, as the system of interest cannot be reduced to a hydrodynamic problem. This contrasts with the situation closer to the Sun, where a fluid treatment can be used, at Churyumov–Gerasimenko as well as at previously visited comets.

Rosetta was not a mission dedicated to plasma studies, however. It directly translates into a limited spatial coverage of the cometary plasma environment, which by its nature extends over several spatial scales. An approach solely based on the analysis of in-situ data cannot properly address the major questions on the nature and physics of the plasma environment of Churyumov–Gerasimenko. This thesis there-fore largely exploits the experimental–analytical–numerical triad of approaches. In Chapters 3 and 4 we propose simple models of the ion dynamics and of the cometary plasma environment, and these are tested against experimental and numerical data. Used together,they give a global description of the solar wind ion dynamics through the cometary atmosphere, that we explore in the 2-dimensional and 3-dimensional cases (Chapter 5). In Chapter 6, we propose a view onthe interaction and its fluid aspects when closer to the Sun.

Abstract [sv]

I  denna  avhandling  undersöks  solvindens  dynamik  när  den  flödar genom  en  tunn  kometatmosfär,  med  fokus  på  den  interaktion  somobserverats vid kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko.

När  Rosetta  nådde  from  till  komet  67P/Churyumov–Gerasimenko  i augusti 2014 hade redan sju olika rymdfarkoster besökt nio olika ko- meter.  Rosetta  var  dock  den  första  missionen  som  cirklade  runt  en komet och följde den sedan i dess bana i totalt mer än två år. Detta motsvarade en signifikant del av hela kometens bana runt solen. Det- ta gjorde det möjligt att studera plasmats dynamiska utveckling un- der en period när kometen utvecklades från ett av de minsta hindren solvinden möter i solsystemet, när kometen är långt från solen, till enfullt utvecklad magnetosfär nära perihelion.

Avhandlingen behandlar främst den tidiga delen av denna utveckling, när nyligen joniserade molekyler från kometatmosfären börjar ge en signifikant störning i solvindens flöde. Under dessa förhållanden är en kinetisk beskrivning av växelverkan mellan solvinden och kome- tatmosfären  nödvändig.  Systemet  vi  studerar  kan  inte  reduceras  till ett hydrodynamiskt problem. Detta till skillnad från situationen när kometen är närmare solen, då växelverkan kan beskrivas med fluid- teori, för både Churyumov–Gerasimenko och de tidigare undersöktakometerna.

Rosetta var inte en mission främst ägnad åt plasma-studier. Detta med- förde begränsad rumslig täckning av de plasma-processer som äger rum, vilka äger rum över flera olika rumsskalor. Att förstå solvindens växleverkan  med  kometatmosfären  enbart  med  enpunktsmätningar låter sig därför inte göras. I detta arbete används därför en kombina- tion av experimentella data, analytiska beskrivningar och numeriska beräkningar. I kapitel 3 och 4 föreslår vi enkla modeller för att beskri- va jondynamiken och kometens plasmamiljö. Dessa testas sedan mot observationer och numeriska modeller. Tillsammans ger de en global beskrivning  av  solvindens  dynamik  när  den  flödar  genom  kometat- mosfären,  vilket  utforskas  i  både  2 och  3 dimensioner  (kapitel  5).  I kapitel 6 utforskar vi interaktionen som sker när kometen är närmaresolen, och hur den nu i högre grad kan beskrivas som en fluid.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Luleå: Luleå University of Technology, 2018
Serie
Doctoral thesis / Luleå University of Technology 1 jan 1997 → …, ISSN 1402-1544
Nationell ämneskategori
Fusion, plasma och rymdfysik Rymd- och flygteknik
Forskningsämne
Rymdteknik
Identifikatorer
urn:nbn:se:ltu:diva-68785 (URN)978-91-7790-156-3 (ISBN)978-91-7790-157-0 (ISBN)
Disputation
2018-10-12, Aulan, IRF, Rymdcampus, Kiruna, 09:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2018-05-21 Skapad: 2018-05-18 Senast uppdaterad: 2018-10-10Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(5825 kB)29 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 5825 kBChecksumma SHA-512
d8d3ae0c18bc5b71784a419e9c85640e95c6239356943f37cfc740b795cbeb02861a68b2e741a9c1b20c7b86557ebb539ec64a458add7d51bd9139c9e6b366d1
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Personposter BETA

Behar, EtienneNilsson, Hans

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Behar, EtienneNilsson, Hans
Av organisationen
Rymdteknik
I samma tidskrift
Monthly notices of the Royal Astronomical Society
Fusion, plasma och rymdfysikRymd- och flygteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 29 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 73 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf