エウロパのガスプルームの3D直接シミュレーションモンテカルロ研究

エウロパのプルームは間欠泉のように内部の圧力が上がると噴出する　以下、機械翻訳。
エウロパのガスプルームの3D直接シミュレーションモンテカルロ研究
2021年11月26日に提出
概要
エウロパは、宇宙望遠鏡と地上望遠鏡、およびガリレオデータ（Roth et al.2014; Sparks et al.2016、2017; Paganini　etal。 2020; Jia etal。 2018;アーノルド等。 2019）。しかし、これらは
観測はプルームについての限られた情報しか提供しませんでした
噴火を理解する上で重要なダイナミクス　メカニズムと将来の探査の準備。 3Dを採用
エウロパのプルーム特性を調査するためのDSMCモデル超音速膨張が地下から発生したと仮定
排出する。主な目標は、物理的なプロセスを理解し、重要な役割を果たすことができるエウロパの水蒸気プルームの構造
地下ベント状態の調査とガス放出における役割
機構。総ガス生産量のパラメトリック研究
速度と初期ガスバルク速度、ガス数密度、からのガス放出プルームの温度と速度の情報
さまざまなケーススタディが導き出されます。私たちの結果は、プルームガスは相互衝突により加速し、
表面から出て膨張するときの断熱冷却。
ガス生産量が比較的多いプルームの中央部
レート（10^29および10^30 H2O s^-1）熱を維持することがわかった
平衡状態とほぼ連続状態。カラム密度マップ
2つの異なる視野角に沿って統合された
リモートセンシング診断における投影効果の重要性を示します。最後に、異なる密度プロファイル
エウロパのプルーム観測に備えるために高度が提供されています
ジュースとエウロパクリッパーなどの今後の探査機ミッションを含む。



図1：
列a（左）：ローカルクヌーセン数Knの結果（等高線で示されている
カラースケール）。 Kn＞ 〜0.01の場合、ガスの流れは連続体から逸脱し始めます。
列b（中央）：γで表される熱平衡の程度（カラースケールがγの等高線）。 γは「の絶対値
（Ttrans / Trot）マイナス1インチ。 γが0に近いほど、ガスの流れが熱に近づいていることを示します平衡。
列c（右）：ガス並進温度分布（等高線で表示）Kの単位のカラースケールで）。
両方の軸は任意であり、エウロパ半径の単位で表されます。 貧しい
統計は、主要なプルームトップ（つまり、赤色）の上に表示されます。 これもまた
粒子が少なすぎるプルーム底の側面に示されています
カウントされます。



図2：
列a（左）：数密度分布（色付きの等高線で表示）
＃m^-3の単位でスケール）。
列b（右）：ガス速度分布（カラースケールで輪郭で示されています）
ms^-1の単位で）。 ガスフローの流線も表示されます。
両方の軸は任意であり、エウロパ半径の単位で表されます。


図3：
列a（左）：数密度（＃/ m^3）のプルームプロファイル）の関数として
50、100、200、400kmの4つの高度での水平距離。
列b（右）：列密度のプルームプロファイル（aに沿って統合）
4での水平距離の関数としての90度の視線）
高度50、100、200、400km。
プロファイルは、を横切って飛んでいる模擬宇宙船の軌道で与えられます
水平方向にプルーム（つまり、図2（a）および4（a）のx軸に平行）
異なる高度。 x軸は、エウロパ半径の単位で表されます。



図4：
列a（左）：90度の視線に沿って統合された列密度
エウロパの極から（つまり、紙に垂直に）。
列b（右）：45度の視線に沿って統合された列密度
エウロパの極から（つまり、読者に向かって）。
等高線は、＃m^-2の単位でカラースケールで表示されます
。 両方の軸は任意です
エウロパ半径の単位で表示されます。


図5：
（a）数密度分布（単位内のカラースケールで等高線で表示）
＃m^-3の）。
（b）ガス速度分布（単位でカラースケールで輪郭で示されている）
m s^-1）。 ガスフローの流線も表示されます。
（c）エウロパから90度の視線に沿って統合された柱密度
ポール（つまり、紙に垂直）。 輪郭はカラースケールで表示されます
＃m^-2の単位で。
両方の軸は任意であり、エウロパ半径の単位で表されます。