Electrones fríos en un cometa débil que emite gas Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society

A lo largo de la misión Rosetta, se midieron electrones fríos (<1eV) en la coma del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Los electrones cometarios se producen a ~10 eV mediante fotoionización o mediante colisiones de ionización por impacto de electrones. El grupo de electrones fríos se forma enfriando el grupo cálido mediante colisiones inelásticas de electrones neutros. Suponiendo un flujo radial de electrones hacia afuera, los electrones chocan con la coma de gas neutro debajo de la base electrónica externa, que solo se forma sobre la superficie del cometa en condiciones cercanas al perihelio, con alta desgasificación (s > 3 x 10²⁷s^-1). Sin embargo, se han identificado poblaciones frías con baja desgasificación (s < 10²⁶s^-1), cuando no se esperaba que el coma interno fuera traumático. Estudiamos el enfriamiento de los electrones en un cometa que desgasifica débilmente, utilizando un modelo de colisión 3D de electrones en el cometa. Las trayectorias de los electrones se amplían al quedar atrapados en un campo eléctrico dipolo y al girar alrededor de líneas de campo magnético. Esto aumenta la posibilidad de que los electrones tengan colisiones inelásticas con el coma y se enfríen. Hemos demostrado que se puede formar y sostener una serie de electrones fríos en condiciones de desgasificación débiles (s = 10²⁶s^-1), una vez calculada la dinámica electrónica 3D. Los electrones fríos en el coma interno se producen por colisiones de electrones neutros y son transportados hacia atrás por h × B Deriva: medimos la eficiencia de captura al impulsar el enfriamiento de electrones, con trayectorias 100 veces más largas de lo esperado del flujo radial balístico. Basándonos en simulaciones de colisiones, determinamos una estimación de la región donde se puede formar un grupo de electrones fríos, delimitado por una regla externa de enfriamiento de electrones. Esta estimación concuerda bien con las mediciones de electrones fríos realizadas por el Rosetta Plasma Consortium.