氷巨大惑星の大気電気

氷巨大惑星の大気電気
（2019年7月16日に提出された）
雷は天王星と海王星でボイジャー2によって検出されました、そして、弱い電気的プロセスも銀河宇宙線（GCR）イオン化からの惑星大気を通して起こります。雷は対流の指標ですが、特に他のメカニズムを駆り立てる日射がほとんどない場合は、暴風から離れた電気的プロセスが雲の形成と化学を調節します。氷の巨大惑星は太陽系では独特であるように見えます。それはそれらがGCR関連のメカニズムが雲と気候にとって重要であるために太陽から十分に遠く離れているだけでなく雷が起こるために十分に対流でもあります。本稿では、（Voyager 2と地球の両方からの）観測、データ分析とモデリングをレビューし、将来のミッションのための選択肢を検討します。将来の探査機には、電波、高エネルギー粒子、磁気機器が推奨されます。その場観測のためのホイヘンスのような大気電気センサー 天王星雷も地上電波望遠鏡から検出できると期待されています。
図1：Voyager 2 PRA装置によって検出された天王星の静電気放電 パネルa（下）は動的スペクトルを示し、パネルｂ（右側）は関数としてのＵＥＤの数を示す。
周波数とパネルc（上）の時間の関数としてのUEDの数（で再現）ZarkaとPedersenからの許可、1986）。


図2：Voyager 2プラズマ波によって記録されたホイッスラーの周波数 - 時間スペクトログラム
海王星の楽器。 強度は青（背景）からのカラースケールで表されます。強度）から赤（最高強度）まで。 Gurnettらの許可を得て複製しています。 （1990）。


図3：2010年12月23日03時56分27秒UTから始まるSEDからの無線信号のデータ処理。
上のパネルは、7秒の時間分解能でSEDの動的スペクトルを示しています。 中央パネル　検出後の分散解除手順を適用した後の同じデータを、分散尺度（DM）（パーセク）cm-3、最大（43 x 10 -6 pc cm-3）
水平線として示されます。 最適なＤＭは、ＤＭ ＝（１０）から手動で検索することによって見出された。10-6 pc cm-3の解像度で100）x 10-6 pc cm-3まで。 下のパネルは、最適な逆分散におけるS / N比（SNR）を示しています。


図4：Janskyの4倍の銀河系背景ゆらぎ（4σsky）（1 Jy = 10-26 Wm-2Hz-1）
レシーバ帯域幅（100 kHz〜10 MHz）および積分時間（20の場合は青い線）の関数として
ミリ秒、0.1秒間緑色の線。 天王星の稲妻の平均およびピークフラックス（地球上のZarka and Pedersen、1986）はそれぞれ。実線と黒い破線で示されている。


図5：ボイジャー2号によって測定された天王星と海王星の磁場（画像）NASAが提供）



図6：1〜10のイオンを含むH2Sの凝縮に必要な飽和比　天王星の雲に対応する温度での素電荷（a）上と（b）下（c）はH2S液滴に維持できる最大電荷数を示します　比較のために２７３ＫのＨ ２ Ｏを用いて（破線）。