新型冠状肺炎|极光对木星的全球上层大气加热( 三 ) 新型冠状肺炎

温度梯度将揭示木星高层大气中的主要热源，波加热显示局部低纬度的峰值，而极光加热显示从极光到赤道的单调下降。这里显示的梯度与后者是一致的，至少在这两个观测日期。因此，在木星上显然克服了科氏力和其他效应，这些效应被模拟为将极光能量限制在磁极区域。一个环流模型似乎成功地在木星上重新分配了极光热量，但随后的模型没有复制这一发现，因此允许经向运输的过程仍然不清楚。在土星，纬度-海拔温度分布图也显示了从极光到低纬度的负梯度，而最近的一个土星模型提出了一种可能的机制，以扰乱那里的极地地区捕获的热量。主要极光椭圆H3 +密度和全球H3 +气温低得多比1月25日4月14日协议模型中潜在projections24太阳风动态压力威风凛凛的磁气圈最高后者约会增加极光粒子沉降的速率和全球heating10 。 1月25日的观测还偶然地揭示了一个行星尺度的加热结构，它可能是由于太阳风对磁层的压缩而从主极光椭圆区传播出去的，也可能是通过一种未知的机制起源于内部磁层。
方法
额外的观察细节
在2016年4月14日和2017年1月25日，木星分别在UTC 04:53-10:22和UTC 11:36-16:28之间被记录。如图1所示，光谱仪狭缝长度为24″ ，宽度为0.432″ ，沿狭缝的每个像素的角分辨率为0.144″/像素。光谱分辨率为λ/δλ≈25000 。在4月14日，记录到的115张木星光谱图像中的每一张都是30秒长，由6张5秒长的整合图组成。在1月25日，记录的80张木星光谱图像长60秒，由6个10秒长的积分形成。保存光谱图像的过程和望远镜在不同位置之间的点头导致了头顶时间，导致木星光谱的平均运行时间为2.4分钟(4月14日)和3.4分钟(1月25日) ，因此在这段时间里，木星在经度上分别旋转了1.4°和2.3° 。
绝对校准
光谱图像标准的天文数据简化技术等应用的天空光谱减法木星光谱删除不需要的地球大气层排放(主要是水)和不均匀的会计NIRSPEC检测器的响应通过平面部署和暗电流减法。为了将探测器上的光子计数转换为物理通量的单位，对A0星HR2250和HR3314分别进行了4月14日和1月25日的恒星通量校准。这一过程在以前的研究中有详细的描述。
尽管狭缝的宽度是0.432弧秒，分配给狭缝的经度由于大气观测而有更大的范围。 4月14日和1月25日观测夜，天空晴朗，大气能见度分别为0.61″和0.81″ 。在每个光谱图像中使用多个引导图像可以考虑跟踪误差，这样就可以从引导图像中看到的狭缝的平均位置导出木星上的狭缝位置。由于狭缝的宽度、大气能见度和每个光谱图像之间在行星上的距离很近，多个光谱可以归结为一个经度×纬度单元(空间bin) 。在这项工作中，我们使用5个空间尺寸:10°× 10° ， 8°× 8° ， 6°× 6° ， 4°× 4°和2°× 2°经纬度。每个观测夜晚，将所有数据按经度×纬度×光谱×重叠的维度排列成五个四维(4D)阵列。重叠维度包含每个空间bin的多个可用光谱，如扩展数据图1所示。通过取每个可用光谱元素的中值，每个4D阵列被分解成经度×纬度×光谱的三个维度。例如，光谱维度有2048个元素。对于一个包含50个重叠光谱的空间箱，这意味着2048个光谱元素中的每一个都有50个与之相关的值。通过取50个可用值的中位数，我们确保每个光谱元素不会向外围数据倾斜。更大的空间箱尺寸包含更多的重叠数据，提高了中值的统计精度，但以空间分辨率为代价。
适合H3 +
H3+离子有数百万条ro-振动过渡线，它们的强度随离子温度而变化29 ，通过求出两条或两条以上发射线之间的比值，我们可以得到H3+离子的温度。发射离子的总数可以通过将观测到的发射量除以单个H3+离子在上述温度下的发射量来计算，从而产生一个视线柱积分密度。行星发射角的余弦函数修正应用于消除观察几何的视线影响。 H3+的辐射亮度(也称为H3+辐射冷却率)是通过对所有波长的模拟发射强度进行求和得到的。
由于R(30)和Q(10) H3+线在所有纬度上都具有较高的信噪比，因此我们在3.41277 μm和3.9529 μm处分别使用了R(30)和Q(10) H3+线。这些H3+线使用MPFIT(一种最小二乘曲线拟合程序)进行拟合和表征，如图2中的扩展数据示例拟合所示。在某些纬度发现了非h3 +排放，并将其减去。然后将数据传递给一个计算模型，该模型根据前面第16段所述的线比确定H3+的参数。 MPFIT和H3+拟合模型的不确定性传播并反映在结果中。注意，这些观测是电离层整个路径长度的柱积分，并卷积所有垂直结构。模型表明，这些柱积分H3+密度反演值代表实际值的下限，柱平均H3+温度主要代表H3+密度的海拔峰值温度27 。