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    Title: 土星E環塵埃之電動力學;Electrodynamics of the Saturnian E ring dust particles
    Authors: 許翔聞;Hsiang-Wen Hsu
    Contributors: 天文研究所
    Keywords: 土星;E環;動力學;塵埃粒子;充電方程式;charging equation;E ring;Saturn;dust particles;Dynamics
    Date: 2005-07-05
    Issue Date: 2009-09-22 10:12:31 (UTC+8)
    Publisher: 國立中央大學圖書館
    Abstract: 土星E環是土星環最外圍、密度低、但卻分佈很廣的塵埃環。根據地表可見光的觀測,不同於其他行星環的成冪尺寸分佈( power law size distribution ),E環塵埃主要由半徑約一微米( μm )的塵埃所組成,其密度最高處與土星一小衛星Enceladus軌道相近。E環特殊的塵埃顆粒尺寸及空間分佈( size & radial distribution )、環物質與土星磁球層( magnetosphere )間的交互作用,皆是目前與土星相關的有趣課題。 不同於土星主環( Saturn Main Ring ),E環的塵埃密度低,塵埃粒子之間不易發生碰撞作用;因此E環塵埃粒子的運動便可反映出其受到的不同擾動。1992年,M. Horanyi藉由計算E環塵埃粒子的運動方程式,提出的理論認為:位於土星磁球層中的衛星Enceladus受到撞擊,自Enceladus拋出的塵埃粒子與磁球層電漿粒子(電子、離子)碰撞而帶電後,受到土星赤道突起的重力擾動、羅倫茲力( Lorentz force )、與太陽光輻射壓力( radiation pressure ),使特定大小塵埃粒子(半徑約一微米( μm )的離心率增加,亦即由原本的圓軌道成為橢圓軌道,而因此從該衛星的軌道擴展至觀測到的E環範圍。 而D. Hamilton與J. Burns於1994年科學( Science )期刊發表的文章則認為自Enceladus拋出的E環的塵埃粒子,數年內會再和土星磁球層中的衛星碰撞,產生下一代的環物質,而形成自我維持( self-sustained )的機制。 然而,隨著由美國航空暨太空總署( NASA )與歐洲太空局( ESA )合作的卡西尼-惠更斯太空船進入土星系統,其上搭載的塵埃偵測儀器( Cosmic Dust Analyzer,宇宙塵埃分析儀)直接測量E環塵埃的初步結果,E環物質分佈位置比預期的更廣(包括垂直與水平方向),而其尺寸分佈更與之前認為的一微米不同、為二項分佈( binomial distribution )。 我所進行的工作,除了考慮已知的效應外,更加入一可能、但尚未證實的大尺度跨磁尾電場( large scale cross-tail electric field ),嘗試去解釋先前模型無法解釋的觀測現象,並且對於E環塵埃-土星衛星/土星主環間碰撞情形、E環塵埃和土星磁球層間的交互作用有進一步的了解和理論計算。
    Appears in Collections:[天文研究所] 博碩士論文

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