Article (Périodiques scientifiques)
Proton Acceleration by Io's Alfvénic Interaction
Szalay, J. R.; Bagenal, F.; Allegrini, F. et al.
2020In Journal of Geophysical Research. Space Physics, 125 (1), p. 2019JA027314
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Détails



Mots-clés :
Juno; aurora; JADE; Io footprint; protons
Résumé :
[en] The Jovian Auroral Distributions Experiment aboard Juno observed accelerated proton populations connected to Io's footprint tail aurora. While accelerated electron populations have been previously linked with Io's auroral footprint tail aurora, we present new evidence for proton acceleration due to Io's Alfvénic interaction with Jupiter's magnetosphere. Separate populations were accelerated above the Io torus and at high latitudes near Jupiter. The timing suggests the acceleration is due to Alfvén waves associated with Io's Main Alfvén Wing. The inferred high-latitude proton acceleration region spans 0.92.5 Jovian radii in altitude, comparable to the expected location for electron acceleration, and suggests the associated Alfvén waves are able to accelerate electrons and protons in similar locations. The proton populations magnetically connected to Io's orbit are recently perturbed, equilibrating with the nominal torus plasma population on a timescale smaller than Io's System III orbital period of 13 h, likely due to wave-particle interactions. The tail populations are split into a wake-like structure with distinct inner and outer regions, where the inner region maps to an equatorial width nearly identical to the diameter of Io. The approximately symmetric surrounding outer regions are each slightly smaller than the central region and may be related to Io's atmospheric extent. The nominal, corotational torus proton population exhibits energization throughout all regions, peaking at the anti-Jovian flank of the inner core region mapping to Io's diameter. These proton observations suggest Alfvén waves are capable of accelerating protons in multiple locations and provide further evidence that Io's Alfvénic interaction is bifurcated.
Centre de recherche :
STAR - Space sciences, Technologies and Astrophysics Research - ULiège
Disciplines :
Aérospatiale, astronomie & astrophysique
Auteur, co-auteur :
Szalay, J. R.
Bagenal, F.
Allegrini, F.
Bonfond, Bertrand  ;  Université de Liège - ULiège > Département d'astrophys., géophysique et océanographie (AGO) > Labo de physique atmosphérique et planétaire (LPAP)
Clark, G.
Connerney, J. E. P.
Crary, F.
Ebert, R. W.
Ergun, R. E.
Gershman, D. J.
Hinton, P. C.
Imai, M.
Janser, S.
McComas, D. J.
Paranicas, C.
Saur, J.
Sulaiman, A. H.
Thomsen, M. F.
Wilson, R. J.
Bolton, S.
Levin, S. M.
Plus d'auteurs (11 en +) Voir moins
Langue du document :
Anglais
Titre :
Proton Acceleration by Io's Alfvénic Interaction
Date de publication/diffusion :
2020
Titre du périodique :
Journal of Geophysical Research. Space Physics
ISSN :
2169-9380
eISSN :
2169-9402
Maison d'édition :
Wiley, Hoboken, Etats-Unis - New Jersey
Volume/Tome :
125
Fascicule/Saison :
1
Pagination :
e2019JA027314
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Organisme subsidiant :
F.R.S.-FNRS - Fonds de la Recherche Scientifique [BE]
BELSPO - Service Public Fédéral de Programmation Politique scientifique [BE]
Disponible sur ORBi :
depuis le 21 janvier 2020

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