MARC

 008260126s2024        us                              c    eng  d
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■0820  ▼a500
■1001  ▼aTippens,  Tyler  Franklin.
■24510▼aModeling  the  Emission  of  Energetic  Neutral  Atoms  at  Titan
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a261  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Simon,  Sven.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2024.
■520    ▼aSaturn's  largest  moon  Titan  orbits  the  planet  at  the  outer  edge  of  its  magnetosphere.  At  such  distances,  the  planet's  dipolar  intrinsic  magnetic  field  is  radially  stretched  into  a  flattened  shape  referred  to  as  the  magnetodisk.  Saturn's  magnetosphere  is  populated  by  several  plasma  species  which  mostly  reside  at  the  center  of  this  magnetodisk,  near  the  magnetic  equator.  As  a  result,  the  magnetodisk  consists  of  three  distinct  regimes,  characterized  by  the  plasma  density  and  magnetic  field  orientation:  the  current  sheet  in  the  equatorial  region  and  the  two  lobes  above  and  below  it.  Saturn's  magnetodisk  is  highly  dynamic,  such  that  the  ambient  plasma  conditions  at  Titan's  orbit  vary  between  these  regimes  on  timescales  ranging  from  years  to  tens  of  minutes.  Since  the  moon's  orbital  period  is  larger  than  Saturn's  rotational  period,  magnetospheric  plasma  that  rotates  with  the  planet's  magnetic  field  continuously  overtakes  Titan.  Ions  from  the  moon's  substantial  ionosphere  are  picked  up  by  this  field  and  slow  the  flow  of  the  impinging  thermal  plasma  (energy  E    10  keV),  causing  the  electromagnetic  fields  to  pile  up  and  drape  around  Titan  and  forming  a  localized  induced  magnetosphere.Titan  is  also  exposed  to  a  population  of  energetic  (E    10  keV)  magnetospheric  ions.  Such  ions  trace  out  complex  trajectories  in  the  draped  fields  of  the  induced  magnetosphere.  Charge  exchange  between  these  energetic  parent  ions  and  Titan's  neutral  atmosphere  generates  energetic  neutral  atoms  (ENAs).  Newly  neutralized  ENAs  no  longer  interact  with  the  fields  and  travel  away  from  the  moon  along  straight  paths.  This  allows  for  remote  imaging  of  the  moon's  ENA  production  in  a  manner  largely  analogous  to  traditional  photography.  The  Cassini  spacecraft  carried  an  ENA  camera  capable  of  this  type  of  imaging,  with  which  it  took  numerous  "photos"  of  Titan's  ENA  signature  across  126  close  flybys.The  present  characterization  of  Titan's  induced  magnetosphere  is  largely  based  on  plasma  and  magnetic  field  data  collected  in  situ  along  the  one-dimensional  trajectory  of  Cassini  during  these  flybys.  It  can  be  difficult  to  place  such  measurements  within  the  context  of  the  full  three-dimensional  interaction  due  to  the  variability  of  Saturn's  magnetodisk:  upstream  plasma  conditions  may  change  drastically  even  over  the  course  of  a  single  encounter.  ENA  imaging,  by  contrast,  constitutes  two-dimensional  remote  sensing  of  ENA  production  within  the  detector's  field  of  view  (FOV).  Cassini  captured  snapshots  of  Titan's  entire  interaction  region  simultaneously  with  its  ENA  camera,  making  these  observations  even  more  advantageous  when  ambient  magnetospheric  conditions  change  rapidly.However,  it  remains  challenging  to  extract  information  from  ENA  observations.  ENA  images  contain  an  admixture  of  information  on  the  ambient  energetic  ion  distribution,  the  electromagnetic  environment  in  the  vicinity  of  Titan,  and  the  moon's  exosphere.  The  finite  viewing  geometry  of  spacecraft  detectors  limits  the  portion  of  the  ENA  population  which  can  be  measured,  adding  a  further  challenge  to  the  interpretation  of  their  images.  Finally,  because  the  two-dimensional  images  are  integrated,  or  "flattened,"  along  the  detector's  lines  of  sight,  it  may  be  unclear  whether  captured  ENAs  originated  near  to  or  far  from  the  spacecraft.  A  successful  deconvolution  of  these  contributions  to  the  observable  ENA  emissions,  which  does  not  yet  exist,  would  allow  an  ENA  camera  to  effectively  photograph  the  draped  electromagnetic  fields  near  Titan.  Such  photographs  would  provide  a  major  scientific  advantage  over  only  sampling  the  moon's  induced  magnetosphere  in  situ.  Understanding  exactly  how  the  energetic  ion  dynamics  in  Titan's  electromagnetic  environment  shape  ENA  observations  is  key  to  deciphering  the  information  embedded  in  ENA  images  taken  by  Cassini.  Therefore,  the  goal  of  this  dissertation  is  to  identify  the  systematic  effects  of  both  ambient  magnetospheric  conditions  and  the  draped  electromagnetic  fields  inside  of  Titan's  interaction  region  on  ENA  images  of  the  moon.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aPlasma
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■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360647▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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