珍しくサイエンスのフルテキストが無料で読めるので、彗星核の大気とコマの違いが分かりませんが、自動翻訳しました。
彗星磁気圏の誕生：水イオンの春
要約
ロゼッタのミッションは低く、最大の活動レベルにまたがる、1.25天文単位での近日点通過を通じて> 3.6天文単位の日心距離から彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコに同行しなければならない。イオン化された大気の大きさとプラズマ圧力がその境界を定義するまで、最初は、太陽風は、昇華から形成された薄い彗星大気に浸透：磁気圏が生まれている。ロゼッタプラズマコンソーシアムイオン組成分析装置を用いて、大気が太陽風（〜3.3天文単位）を反発開始したときに水イオンの最初の検出から進化をトレースし、そして我々は、この初期の相互作用の空間的な構造を報告。近彗星水集団はロゼッタの上流生産加速されたイオン（<800電子ボルト）、及び低エネルギー局所的に生成されたイオンを含む。我々は、イオン種とエネルギッシュな中性原子の両方のフラックスを推定する。
アクティブな彗星は、周囲の空間に拡張し、彗星の雰囲気や昏睡を形成するガスや塵を放出する。中立主としてHで構成されている成分2 O、CO、及びCO 2は、彗星日（に近い描画する際に近い表面の氷または氷の粒子の昇華に起因すると考え-is 1）。太陽から放出される荷電粒子（プラズマ）の流れ：惑星間空間は、太陽風が浸透している 彗星の環境中の荷電粒子に太陽風の行為の電磁力。大気が極端紫外光によってだけでなく、太陽風と彗星大気との間の衝突によってイオン化されるなどの荷電粒子が作成されます。よく発達した彗星の部分的にイオン化され、衝突雰囲気が導電性である。大気の導電部は、太陽風の障害として機能します。太陽風は、この障害を満たしている場合には、そのような大気圧プラズマ（から太陽風ドメイン分離ボウショックと電離圏界面（接触面）の形、などのプラズマ境界2 - 4）。これは太陽風と磁化されていない惑星火星と金星の間の相互作用に似ている。彗星-太陽風の相互作用はこのより「アクティブ」の段階に変化する太陽からの距離が彗星に依存します。ロゼッタランデブー時の彗星の67P / Churyumov-ゲラシメンコの場合は、核ガス放出率は（10のオーダーで低い26秒当たりの分子）。得られた彗星大気イオン中性衝突頻度が無視できるほど十分に薄い。太陽風は彗星の雰囲気によってほとんど影響を受けなければならず、プラズマ境界がまだ形成されていません（5、6）。
そのため、弱い重力、彗星の中性雰囲気は一度形成されたプラズマの境界を越えて、太陽風によく伸びる。大気の成分は、太陽風のドメイン内でイオン化されている場合、新生児イオンが太陽風電場によって加速される。イオンは、太陽風による「ピックアップ」されている。ソース領域は、イオンジャイロ半径に比べて大きい場合には、新たに撮像されたイオンは、速度空間におけるリング分布を形成してもよい。これは、我々は低アウトガスレート（と彗星に期待する状況ではない6）。加速されたイオンは、太陽風によって提供されるエネルギーを得る。太陽風から取ったエネルギーが実質的なになると、太陽風が著しく鈍化し、質量負荷として知られているプロセスに偏向される（7）。質量負荷は、大気の上部を加熱する太陽極端紫外線など日（として一般的に古いつの場合よりも強く、周囲の若い星、惑星のために重要であると考えられている8）、原因より高い温度および拡張上層大気のスケールの高さ。上層大気の詳細は、このように太陽風領域へ到達することができる。別の可能な状況は、恒星風の動圧が惑星（電離層のプラズマ圧力よりも実質的に高いことである9恒星風磁場が地球全体の大気中に浸透している状況につながる）。弱い彗星は局所的なプラズマの圧力は、太陽風の動圧のバランスをとることができない状況の一例を表している。太陽風そのもののほか、イオンと大気と太陽風の相互作用から生じるニュートラルフラックスは、非常に薄い大気との彗星や惑星の大気や表面 ​​化学に影響を及ぼす可能性があります。
ロゼッタのミッションは、彗星が低活動状態にまだあった〜3.6天文単位の日心距離（AU）で彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコに達した。その場での宇宙船の彗星の出会いのすべての以前の場合は、対象と彗星は宇宙にキロ数百万を拡張巨大な雰囲気、そして弓ショックとionopauseでよく形成されたプラズマの境界で、高い活性を有していた。1986年3月13日には、ジョット宇宙船は0.89 AUの太陽の距離でハレー彗星によって飛んだ。相対速度は、〜600キロの最接近距離は、毎秒キロ数十だった。その時ハレーのガス放出率は10程度であると推定された30秒の分子。弓ショックは百万キロ核から〜で観察し、5000キロ（〜をionopauseた10、11）。ロゼッタは、このように、核から10キロ限り近い低活性彗星に接近し、歩行ペースで、その近傍に残っている、完全に別のドメインを入力する。私たちは、ロゼッタプラズマコンソーシアム（RPC-ICA）（の一部であるイオン組成分析器を使用して、この環境を研究12、13）。RPC-ICAは、質量当たりの電荷比〜1、2、4、8、16、及び32原子質量単位（amu）/でのイオンの異なる質量のグループを区別することができ、電子及び電荷当たりのエネルギー範囲をカバー10は、EV / Eを40keV /へE 12秒で。ビューの基本的なフィールドは、静電入学標高スイープが22.5°の16セクタに分割中央360°視野面から離れて±45°ビューを提供し、2.8πのSRの近くにあります。そのため宇宙船のブロッキング、視野の実際のフィールドは、SRまたは半分空 ​​を2πに近い。完全な角度走査を完了するために192秒を取って、16ステップで行われる。なぜなら、機器の制限により、ビューの高度フィールドは最低エネルギービンのわずかな仰角に制限される。（水イオン彗星の近く付近で最も一般的なイオンの一つとして期待されている1 - 5、14）。RPC-ICAは入出力から水イオンを区別することはできません+またはH 3 O +イオンが、便宜のために、私たちはマス16 AMU /付近に質量グループ内のイオンを呼び出しますE（本論文を通じて「水イオン」の質量を水分子）18 amuである。同様に、利便性のために私たちは本当にeVで/である、電子ボルトのエネルギーを発現する電子充電あたり、エネルギー。
水イオンの最初の検出可能な痕跡が彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコ（の核の中心から100キロの距離で、2014年8月7日に観測された図1A）。太陽·彗星距離はAU 3.6であった。データの周期的な性質は、入射角スイープによるものです。楽器は太陽風の方向をプローブ時太陽風イオンが唯一見られている。完全なデータセットの検査は、〜650 eVの少なくともイオンはプロトン（Hのあることが明らかになった+ α粒子（He）を、〜1300 eVでのそれらされる2+）、及び低エネルギービン中のイオンが水のイオンで ​​ある。水のイオンは90°太陽風の方向とは方向から来ている。これは、イオンが太陽風電場の方向に移動すると一致している。水イオンと太陽風イオンが同じ仰角（の同じ時間に見られ、このイベントのためにある図1A）。最も低いエネルギーのイオンは、原因装置の限界の小さな仰角のために見ることができる。サンは、常に太陽電池パネルによって課さ宇宙船の向きの制約のために、低仰角に位置しています。この最初のイベントのための水のイオンフラックスは、最大3×10だった8メートル-2秒-1。10〜20キロsの範囲内でドリフト速度で-1（後者は約40 eVでのドリフトエネルギーに相当する）、水のイオン密度は、〜10 4〜10 5メートル-3。8月7日からのデータは、邪魔されずに太陽風と、早期の観測のための典型的なものである。10少数の弱い水のイオン束8イオンのm -2の Sは-1まだ太陽風に影響を与えない。
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図1
エネルギー時間イオンスペクトログラム。
（A）のデータは、彗星からの水のイオンのRPC-ICAによる最初の検出を示す、午前3時04分と午前4時04分UTとの間で2014年8月7日に取得しました。カラースケールは、全ての方位角セクターと全ての質量にわたって合計差動フラックスを示しています。水のイオンは、ちょうど上記の10 eVのでの信号である。太陽風プロトンとアルファ粒子が高いエネルギー（650および1300 eV）の時に表示されます。黒のパッチは、デコーダエラーの回数を示している。（B）夜02時31と14時41分UTの間で2014年8月11日からのエネルギータイムのスペクトログラム。水のイオンがほぼ100 eVのに加速される。
2014年8月11日により、水のイオンがほぼ100 eVの（に加速された図1B）。全くまたは少数のイオンが低いエネルギーで見られなかったという事実は、宇宙船と最強水イオン源との間にある程度の距離があったことを示します。イオンのエネルギーは、直接V 1キロメートルのオーダーであることが期待される太陽風電場に沿った移動距離に対応する-1以下である。イオンは、このように観測点への主な情報源から数十kmを旅しているように見える。
私たちは（2014年9月21日に増強された活性を観察した図2A）。彗星中心までの距離はちょうど28キロ未満であった、とロゼッタは彗星の北半球を超えていた。太陽の距離はAU 3.3であった。700から800 eVの範囲内のイオンの繰り返しパターンは、太陽風のHです+ 1400で1600 eVのにそれは彼が、2+ 3000 eVで、彼からの微弱な信号のに対し、+は時折見ることができます。この日、RPC-ICAは、最大10、平均より高い約一桁太陽風束を検出し、12メートル-2 S -1のHのための+と10 11 M -2 S -1彼が2+。
図2
エネルギー時間イオンスペクトログラム。
（A 17時00〜19：00のUTの間で2014年9月21日から）データ。カラースケールは、差動フラックスである。太陽風イオンが800 eVの（H 700の範囲で表示されている+）1400 1600 eVの（彼に2+）。さらに高いエネルギー（3000 eV）の時に、彼からの微弱な信号+が時々見られます。最低エネルギービンでは、水のイオンを参照してください。（B）9月21日に20：59までの期間20時53の詳細を。太陽風の構成要素を明確にかすかな彼との異なったエネルギーで見られている+の高いエネルギーでの信号。1000エネルギー範囲は100eVに見られるイオンは、曲線を形成し、20°〜30°の仰角で彗星由来の水のイオンで ある。
約18 UTで、我々は我々が測定することができます最低エネルギーで水イオンのかなりの束を見ました。観測された水のイオンフラックスは10だった10メートル-2秒-1。イオンは、（RPC-LAP）装置（ラングミュアプローブを用いて決定し、負の衛星電位によって機器に加速し15 -10 V.観察の形状に-5であると、すべての観察された集団の方向に流れるように）検出器の中央面が示されている図。3。太陽風は現在わずか彗星大気との相互作用のために偏向され、離れた彗星からの流れの成分を有している。Hの+はやや彼がより偏向さ2+。粗いセクターの解像度が決定する正確な角度を困難にしている。偏向はまた、高角度分解能の標高スキャンで見られている。陽子は、典型的には、太陽線からの仰角に±25°だけ偏向されると、彼は2+の約半分の角度だけ。仰角に描か面外角度で示す。3。
図3
2014年9月21日に行われたRPC-ICA観測のジオメトリ。
冷イオンは、主に17および19 UTの間で観察された。加速されたイオンは、21時と21時30 UTの間で観察された。セクタ番号は、対応する機器のセクタの視野を識別する。[コメット形状モデルクレジット：ESA /ロゼッタ/ NAVCAM。]
我々は、最低エネルギービンに低エネルギー水イオンを観察した。ドリフトエネルギーの上限は、このように10 eVでや〜10キロsの速度で-1、10の水のイオン濃度に対応する6メートル-3。RPC-LAPラングミュアプローブ（15は）10の合計プラズマ密度を示している7メートル-3ドリフト速度は、1キロのであれば私たちの観察と一致する、-1。イオンと中性分析彗星圧力センサ（ROSINA COPS）（のためのロゼッタオービター分光計を用いて決定ニュートラル密度16）10数回だった13メートル-3。3.3 AUにおける水分子のためのイオン化時間は約10であった7秒。したがって、観察されたイオン密度は、関与する距離の大きさの程度は、10キロの距離で、1〜10秒で生成される。10の水のイオン濃度7 mが-3太陽風Hのと同じ粒子密度程度に相当する+、および質量密度は太陽風よりも一桁である。水のイオンの運動エネルギー密度は10の運動エネルギー比が、太陽風に比べてまだ小さなで-4〜10 -3 1と10キロ秒間-1水イオン、それぞれ。
我々はまた、2014年9月21日（上の20時59分UTに狭い時間帯午後8時53分を調べた図2B）。なぜなら器具角度スキャンのため、我々は、太陽風のHと最低エネルギーまでの曲線を形成加速されたイオンの反復構造を参照+ 800 eVの時（イオンがセクタ12に見られる、概略図が設けられている。図3）。イオンは、高エネルギーイオン（エネルギースペクトログラムにおける時系列として見られる）より大きな仰角偏向角度で見られると、角分散に従うように見える。慎重な分析は、これが私たちのエネルギーの表のオフセットに起因するアーティファクトであることを明らかにしている。これらのイオンはすべて、ちょうどそのエネルギーのための観察可能な角度の限界で見られている。イオンは20°〜30°の角度の小さな範囲から来る。イオンは、太陽風電場は、基礎となる加速機構であると仮定して、数百キロメートルの距離にわたって加速を意味する800 eVでのエネルギーに達する。加速された彗星のイオンの統合されたフラックスは10 9メートル-2秒-1、冷水イオン未満の大きさのオーダーである。
加速彗星のイオンは2014年9月21日に観測された時間帯からのエネルギー質量行列を構成することにより、我々は、彼らが期待されている場所異なるイオン集団が見られていることがわかり：Hの+ 2 AMU /の担当1、アルファ粒子当たりの質量での電子、彼は+ 4 amuの/ AT E、および加速されたイオンの周りに16 AMU / E（図4）。彗星のイオンの大幅なフラックスとhighest-と最低エネルギービンは、ウェル16 AMU /上記の質量のイオンが含まれるようにも表示され、E。これは、いくつかの重いイオン（COの存在を示している+とCO 2 +この機会に）を。
図4
2014年9月21日からのエネルギー·質量行列。
観察されたカウントが示したデータを含む期間にわたって積分される図。図2（b） 。白い線は、質量1 AMU /でイオンに対する信号のピークの位置を示すE（点線）、2 AMU / E 4 AMU /、（破線）E（固体）、及び16 AMU / E（一点鎖線） 、それぞれ。与えられたエネルギーのために、軽いイオンは、より高い質量のチャンネル番号で見られている。H +は、彼が2+、及びHe +はそれぞれ、〜750、1500、および3000 eVの時に見られている。彗星のイオンは10 eVの時に見られている。灰色の線は300 eVの、実験室でのキャリブレーションから利用できる最低エネルギーを越えて外挿を示しています。質量のライン〜16 AMU / Eは、飛行中のキャリブレーションによって決定されました。16原子質量単位/時の信号eは右にピークと高質量のチャンネル番号に向かってではなく、鋭いカットオフを有する、非対称の形状を有している。これは、実験室で、飛行の両方が観察される。
観察彼+彼との間の電荷交換によって作成された2+とH 2 Oと、私たちは全体のHの推定値行えるように2イオンは2.5×10の通過したO雰囲気17メートル-2（17）。これは、その場ニュートラルHでに対応2〜1×10のO密度13メートル-3 ROSINA、測定のCOPSとよく一致している、（16）。のHの電荷交換+、これは非常に大きな束を構成しているので、Hには、近彗星環境にとってより重要である。これは、一般的にそのような火星（などの他のソーラーシステムオブジェクトで観察されている18）。RPC-ICAは、これらの精力的な中性原子を測定することはできませんが、我々は我々が観察することができ電荷交換製品、彼の効果と比較することにより、Hのおおよその束を推測することができます+。彼のフラックス比は+彼は2+ 2014年9月30日のために、我々は彼が最も明瞭に観察日+信号は、2.1％であった（17）。電荷交換のモデルを用いて、我々は次に、20キロ彗星核の中心から、空間内の同じ点でそれを評価、我々はHからH有するべきで+ 4.4％の比率。彗星大気密度のモデルと、この値をスケーリング、我々は、H-に-Hがわかり+核に近い比率との電荷交換を持つことになります衝突する太陽風のターミネーター-大部分で、最大33％に達するエネルギッシュな中性水素原子の比較的濃い雲の形成をもたらす核に近い水分子、。
我々は最初の彗星の水イオンの痕跡を検出された低活性核、から100キロでは、観測されたイオンの供給源は、すでに空間的に構造化されている。これは、最も低いエネルギーでイオン集団の不在を通して明らかにされる。したがって、核から100キロで局所的に生成されるイオンの数は、機器の測定閾値以下であった。彗星核の回転周期（に関連する実質的な変動を測定ROSINA機器で測定され、このビューは、ローカル中性濃度の時間変化によって支持されている19）。
核の中心部から28キロの距離で、我々は太陽風と同様の数密度の彗星プラズマを観察した。中性雰囲気は10の密度は持っていた13メートル-3地球の電離層（中F領域に似ていますが、20）。この雰囲気はまだ本質的に衝突レスですが、電荷交換衝突はすでに顕著である。私たちは、生まれて電離層の初期段階を目撃している。
プラズマ境界が形成される前に、この初期の段階では、核と近彗星雰囲気は太陽風の比較的直接磁束の影響を受けている。しかし、この段階では、太陽風は既に幾分彗星雰囲気によって偏向される。たわみがH用のSun-彗星ラインから〜20°であり、+と彼がそれの約半分2+。単純な計算では太陽風の大部分が核に衝突することを示していると大気の最下部には、電荷交換を受ける：9月30日の例の日のための30％が2014年エネルギッシュ彗星のイオンが核から28キロで観察された。0から800 eVの近くからのエネルギー間隔を通してイオンの連続存在は、いくつかの100キロにわたって延びる連続源を示している。したがって、同様のフラックスは、核を打つことが期待できる。我々の観察によると、核が結果的に電荷交換さH、及び10の磁束によって、太陽風に見舞われている9メートル-2秒-1最大800 eVのエネルギーあたりで、彗星の起源と加速されたイオンの担当。中性水素フラックスは太陽風が遅くすることにより、および関連する磁力線の立体裁断によって引き起こさ強化する磁界の影響を受けません。異質とダイナミック彗星雰囲気、早い段階での太陽風のたわみ、彗星、太陽風の相互作用モデル（のために加速されたイオン存在課題の存在の重要な役割6、21）。このエネルギーイオン環境は、彗星磁気圏の誕生の第一段階を表している。
彗星磁気圏の誕生：水イオンの春
要約
ロゼッタのミッションは低く、最大の活動レベルにまたがる、1.25天文単位での近日点通過を通じて> 3.6天文単位の日心距離から彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコに同行しなければならない。イオン化された大気の大きさとプラズマ圧力がその境界を定義するまで、最初は、太陽風は、昇華から形成された薄い彗星大気に浸透：磁気圏が生まれている。ロゼッタプラズマコンソーシアムイオン組成分析装置を用いて、大気が太陽風（〜3.3天文単位）を反発開始したときに水イオンの最初の検出から進化をトレースし、そして我々は、この初期の相互作用の空間的な構造を報告。近彗星水集団はロゼッタの上流生産加速されたイオン（<800電子ボルト）、及び低エネルギー局所的に生成されたイオンを含む。我々は、イオン種とエネルギッシュな中性原子の両方のフラックスを推定する。
アクティブな彗星は、周囲の空間に拡張し、彗星の雰囲気や昏睡を形成するガスや塵を放出する。中立主としてHで構成されている成分2 O、CO、及びCO 2は、彗星日（に近い描画する際に近い表面の氷または氷の粒子の昇華に起因すると考え-is 1）。太陽から放出される荷電粒子（プラズマ）の流れ：惑星間空間は、太陽風が浸透している 彗星の環境中の荷電粒子に太陽風の行為の電磁力。大気が極端紫外光によってだけでなく、太陽風と彗星大気との間の衝突によってイオン化されるなどの荷電粒子が作成されます。よく発達した彗星の部分的にイオン化され、衝突雰囲気が導電性である。大気の導電部は、太陽風の障害として機能します。太陽風は、この障害を満たしている場合には、そのような大気圧プラズマ（から太陽風ドメイン分離ボウショックと電離圏界面（接触面）の形、などのプラズマ境界2 - 4）。これは太陽風と磁化されていない惑星火星と金星の間の相互作用に似ている。彗星-太陽風の相互作用はこのより「アクティブ」の段階に変化する太陽からの距離が彗星に依存します。ロゼッタランデブー時の彗星の67P / Churyumov-ゲラシメンコの場合は、核ガス放出率は（10のオーダーで低い26秒当たりの分子）。得られた彗星大気イオン中性衝突頻度が無視できるほど十分に薄い。太陽風は彗星の雰囲気によってほとんど影響を受けなければならず、プラズマ境界がまだ形成されていません（5、6）。
そのため、弱い重力、彗星の中性雰囲気は一度形成されたプラズマの境界を越えて、太陽風によく伸びる。大気の成分は、太陽風のドメイン内でイオン化されている場合、新生児イオンが太陽風電場によって加速される。イオンは、太陽風による「ピックアップ」されている。ソース領域は、イオンジャイロ半径に比べて大きい場合には、新たに撮像されたイオンは、速度空間におけるリング分布を形成してもよい。これは、我々は低アウトガスレート（と彗星に期待する状況ではない6）。加速されたイオンは、太陽風によって提供されるエネルギーを得る。太陽風から取ったエネルギーが実質的なになると、太陽風が著しく鈍化し、質量負荷として知られているプロセスに偏向される（7）。質量負荷は、大気の上部を加熱する太陽極端紫外線など日（として一般的に古いつの場合よりも強く、周囲の若い星、惑星のために重要であると考えられている8）、原因より高い温度および拡張上層大気のスケールの高さ。上層大気の詳細は、このように太陽風領域へ到達することができる。別の可能な状況は、恒星風の動圧が惑星（電離層のプラズマ圧力よりも実質的に高いことである9恒星風磁場が地球全体の大気中に浸透している状況につながる）。弱い彗星は局所的なプラズマの圧力は、太陽風の動圧のバランスをとることができない状況の一例を表している。太陽風そのもののほか、イオンと大気と太陽風の相互作用から生じるニュートラルフラックスは、非常に薄い大気との彗星や惑星の大気や表面 ​​化学に影響を及ぼす可能性があります。
ロゼッタのミッションは、彗星が低活動状態にまだあった〜3.6天文単位の日心距離（AU）で彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコに達した。その場での宇宙船の彗星の出会いのすべての以前の場合は、対象と彗星は宇宙にキロ数百万を拡張巨大な雰囲気、そして弓ショックとionopauseでよく形成されたプラズマの境界で、高い活性を有していた。1986年3月13日には、ジョット宇宙船は0.89 AUの太陽の距離でハレー彗星によって飛んだ。相対速度は、〜600キロの最接近距離は、毎秒キロ数十だった。その時ハレーのガス放出率は10程度であると推定された30秒の分子。弓ショックは百万キロ核から〜で観察し、5000キロ（〜をionopauseた10、11）。ロゼッタは、このように、核から10キロ限り近い低活性彗星に接近し、歩行ペースで、その近傍に残っている、完全に別のドメインを入力する。私たちは、ロゼッタプラズマコンソーシアム（RPC-ICA）（の一部であるイオン組成分析器を使用して、この環境を研究12、13）。RPC-ICAは、質量当たりの電荷比〜1、2、4、8、16、及び32原子質量単位（amu）/でのイオンの異なる質量のグループを区別することができ、電子及び電荷当たりのエネルギー範囲をカバー10は、EV / Eを40keV /へE 12秒で。ビューの基本的なフィールドは、静電入学標高スイープが22.5°の16セクタに分割中央360°視野面から離れて±45°ビューを提供し、2.8πのSRの近くにあります。そのため宇宙船のブロッキング、視野の実際のフィールドは、SRまたは半分空 ​​を2πに近い。完全な角度走査を完了するために192秒を取って、16ステップで行われる。なぜなら、機器の制限により、ビューの高度フィールドは最低エネルギービンのわずかな仰角に制限される。（水イオン彗星の近く付近で最も一般的なイオンの一つとして期待されている1 - 5、14）。RPC-ICAは入出力から水イオンを区別することはできません+またはH 3 O +イオンが、便宜のために、私たちはマス16 AMU /付近に質量グループ内のイオンを呼び出しますE（本論文を通じて「水イオン」の質量を水分子）18 amuである。同様に、利便性のために私たちは本当にeVで/である、電子ボルトのエネルギーを発現する電子充電あたり、エネルギー。
水イオンの最初の検出可能な痕跡が彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコ（の核の中心から100キロの距離で、2014年8月7日に観測された図1A）。太陽·彗星距離はAU 3.6であった。データの周期的な性質は、入射角スイープによるものです。楽器は太陽風の方向をプローブ時太陽風イオンが唯一見られている。完全なデータセットの検査は、〜650 eVの少なくともイオンはプロトン（Hのあることが明らかになった+ α粒子（He）を、〜1300 eVでのそれらされる2+）、及び低エネルギービン中のイオンが水のイオンで ​​ある。水のイオンは90°太陽風の方向とは方向から来ている。これは、イオンが太陽風電場の方向に移動すると一致している。水イオンと太陽風イオンが同じ仰角（の同じ時間に見られ、このイベントのためにある図1A）。最も低いエネルギーのイオンは、原因装置の限界の小さな仰角のために見ることができる。サンは、常に太陽電池パネルによって課さ宇宙船の向きの制約のために、低仰角に位置しています。この最初のイベントのための水のイオンフラックスは、最大3×10だった8メートル-2秒-1。10〜20キロsの範囲内でドリフト速度で-1（後者は約40 eVでのドリフトエネルギーに相当する）、水のイオン密度は、〜10 4〜10 5メートル-3。8月7日からのデータは、邪魔されずに太陽風と、早期の観測のための典型的なものである。10少数の弱い水のイオン束8イオンのm -2の Sは-1まだ太陽風に影響を与えない。
<img src="http://blogimg.goo.ne.jp/user_image/6a/28/58c4828bc7281e8f42f92f322ec7c266.jpg" border="0">
図1
エネルギー時間イオンスペクトログラム。
（A）のデータは、彗星からの水のイオンのRPC-ICAによる最初の検出を示す、午前3時04分と午前4時04分UTとの間で2014年8月7日に取得しました。カラースケールは、全ての方位角セクターと全ての質量にわたって合計差動フラックスを示しています。水のイオンは、ちょうど上記の10 eVのでの信号である。太陽風プロトンとアルファ粒子が高いエネルギー（650および1300 eV）の時に表示されます。黒のパッチは、デコーダエラーの回数を示している。（B）夜02時31と14時41分UTの間で2014年8月11日からのエネルギータイムのスペクトログラム。水のイオンがほぼ100 eVのに加速される。
2014年8月11日により、水のイオンがほぼ100 eVの（に加速された図1B）。全くまたは少数のイオンが低いエネルギーで見られなかったという事実は、宇宙船と最強水イオン源との間にある程度の距離があったことを示します。イオンのエネルギーは、直接V 1キロメートルのオーダーであることが期待される太陽風電場に沿った移動距離に対応する-1以下である。イオンは、このように観測点への主な情報源から数十kmを旅しているように見える。
私たちは（2014年9月21日に増強された活性を観察した図2A）。彗星中心までの距離はちょうど28キロ未満であった、とロゼッタは彗星の北半球を超えていた。太陽の距離はAU 3.3であった。700から800 eVの範囲内のイオンの繰り返しパターンは、太陽風のHです+ 1400で1600 eVのにそれは彼が、2+ 3000 eVで、彼からの微弱な信号のに対し、+は時折見ることができます。この日、RPC-ICAは、最大10、平均より高い約一桁太陽風束を検出し、12メートル-2 S -1のHのための+と10 11 M -2 S -1彼が2+。
図2
エネルギー時間イオンスペクトログラム。
（A 17時00〜19：00のUTの間で2014年9月21日から）データ。カラースケールは、差動フラックスである。太陽風イオンが800 eVの（H 700の範囲で表示されている+）1400 1600 eVの（彼に2+）。さらに高いエネルギー（3000 eV）の時に、彼からの微弱な信号+が時々見られます。最低エネルギービンでは、水のイオンを参照してください。（B）9月21日に20：59までの期間20時53の詳細を。太陽風の構成要素を明確にかすかな彼との異なったエネルギーで見られている+の高いエネルギーでの信号。1000エネルギー範囲は100eVに見られるイオンは、曲線を形成し、20°〜30°の仰角で彗星由来の水のイオンで ある。
約18 UTで、我々は我々が測定することができます最低エネルギーで水イオンのかなりの束を見ました。観測された水のイオンフラックスは10だった10メートル-2秒-1。イオンは、（RPC-LAP）装置（ラングミュアプローブを用いて決定し、負の衛星電位によって機器に加速し15 -10 V.観察の形状に-5であると、すべての観察された集団の方向に流れるように）検出器の中央面が示されている図。3。太陽風は現在わずか彗星大気との相互作用のために偏向され、離れた彗星からの流れの成分を有している。Hの+はやや彼がより偏向さ2+。粗いセクターの解像度が決定する正確な角度を困難にしている。偏向はまた、高角度分解能の標高スキャンで見られている。陽子は、典型的には、太陽線からの仰角に±25°だけ偏向されると、彼は2+の約半分の角度だけ。仰角に描か面外角度で示す。3。
図3
2014年9月21日に行われたRPC-ICA観測のジオメトリ。
冷イオンは、主に17および19 UTの間で観察された。加速されたイオンは、21時と21時30 UTの間で観察された。セクタ番号は、対応する機器のセクタの視野を識別する。[コメット形状モデルクレジット：ESA /ロゼッタ/ NAVCAM。]
我々は、最低エネルギービンに低エネルギー水イオンを観察した。ドリフトエネルギーの上限は、このように10 eVでや〜10キロsの速度で-1、10の水のイオン濃度に対応する6メートル-3。RPC-LAPラングミュアプローブ（15は）10の合計プラズマ密度を示している7メートル-3ドリフト速度は、1キロのであれば私たちの観察と一致する、-1。イオンと中性分析彗星圧力センサ（ROSINA COPS）（のためのロゼッタオービター分光計を用いて決定ニュートラル密度16）10数回だった13メートル-3。3.3 AUにおける水分子のためのイオン化時間は約10であった7秒。したがって、観察されたイオン密度は、関与する距離の大きさの程度は、10キロの距離で、1〜10秒で生成される。10の水のイオン濃度7 mが-3太陽風Hのと同じ粒子密度程度に相当する+、および質量密度は太陽風よりも一桁である。水のイオンの運動エネルギー密度は10の運動エネルギー比が、太陽風に比べてまだ小さなで-4〜10 -3 1と10キロ秒間-1水イオン、それぞれ。
我々はまた、2014年9月21日（上の20時59分UTに狭い時間帯午後8時53分を調べた図2B）。なぜなら器具角度スキャンのため、我々は、太陽風のHと最低エネルギーまでの曲線を形成加速されたイオンの反復構造を参照+ 800 eVの時（イオンがセクタ12に見られる、概略図が設けられている。図3）。イオンは、高エネルギーイオン（エネルギースペクトログラムにおける時系列として見られる）より大きな仰角偏向角度で見られると、角分散に従うように見える。慎重な分析は、これが私たちのエネルギーの表のオフセットに起因するアーティファクトであることを明らかにしている。これらのイオンはすべて、ちょうどそのエネルギーのための観察可能な角度の限界で見られている。イオンは20°〜30°の角度の小さな範囲から来る。イオンは、太陽風電場は、基礎となる加速機構であると仮定して、数百キロメートルの距離にわたって加速を意味する800 eVでのエネルギーに達する。加速された彗星のイオンの統合されたフラックスは10 9メートル-2秒-1、冷水イオン未満の大きさのオーダーである。
加速彗星のイオンは2014年9月21日に観測された時間帯からのエネルギー質量行列を構成することにより、我々は、彼らが期待されている場所異なるイオン集団が見られていることがわかり：Hの+ 2 AMU /の担当1、アルファ粒子当たりの質量での電子、彼は+ 4 amuの/ AT E、および加速されたイオンの周りに16 AMU / E（図4）。彗星のイオンの大幅なフラックスとhighest-と最低エネルギービンは、ウェル16 AMU /上記の質量のイオンが含まれるようにも表示され、E。これは、いくつかの重いイオン（COの存在を示している+とCO 2 +この機会に）を。
図4
2014年9月21日からのエネルギー·質量行列。
観察されたカウントが示したデータを含む期間にわたって積分される図。図2（b） 。白い線は、質量1 AMU /でイオンに対する信号のピークの位置を示すE（点線）、2 AMU / E 4 AMU /、（破線）E（固体）、及び16 AMU / E（一点鎖線） 、それぞれ。与えられたエネルギーのために、軽いイオンは、より高い質量のチャンネル番号で見られている。H +は、彼が2+、及びHe +はそれぞれ、〜750、1500、および3000 eVの時に見られている。彗星のイオンは10 eVの時に見られている。灰色の線は300 eVの、実験室でのキャリブレーションから利用できる最低エネルギーを越えて外挿を示しています。質量のライン〜16 AMU / Eは、飛行中のキャリブレーションによって決定されました。16原子質量単位/時の信号eは右にピークと高質量のチャンネル番号に向かってではなく、鋭いカットオフを有する、非対称の形状を有している。これは、実験室で、飛行の両方が観察される。
観察彼+彼との間の電荷交換によって作成された2+とH 2 Oと、私たちは全体のHの推定値行えるように2イオンは2.5×10の通過したO雰囲気17メートル-2（17）。これは、その場ニュートラルHでに対応2〜1×10のO密度13メートル-3 ROSINA、測定のCOPSとよく一致している、（16）。のHの電荷交換+、これは非常に大きな束を構成しているので、Hには、近彗星環境にとってより重要である。これは、一般的にそのような火星（などの他のソーラーシステムオブジェクトで観察されている18）。RPC-ICAは、これらの精力的な中性原子を測定することはできませんが、我々は我々が観察することができ電荷交換製品、彼の効果と比較することにより、Hのおおよその束を推測することができます+。彼のフラックス比は+彼は2+ 2014年9月30日のために、我々は彼が最も明瞭に観察日+信号は、2.1％であった（17）。電荷交換のモデルを用いて、我々は次に、20キロ彗星核の中心から、空間内の同じ点でそれを評価、我々はHからH有するべきで+ 4.4％の比率。彗星大気密度のモデルと、この値をスケーリング、我々は、H-に-Hがわかり+核に近い比率との電荷交換を持つことになります衝突する太陽風のターミネーター-大部分で、最大33％に達するエネルギッシュな中性水素原子の比較的濃い雲の形成をもたらす核に近い水分子、。
我々は最初の彗星の水イオンの痕跡を検出された低活性核、から100キロでは、観測されたイオンの供給源は、すでに空間的に構造化されている。これは、最も低いエネルギーでイオン集団の不在を通して明らかにされる。したがって、核から100キロで局所的に生成されるイオンの数は、機器の測定閾値以下であった。彗星核の回転周期（に関連する実質的な変動を測定ROSINA機器で測定され、このビューは、ローカル中性濃度の時間変化によって支持されている19）。
核の中心部から28キロの距離で、我々は太陽風と同様の数密度の彗星プラズマを観察した。中性雰囲気は10の密度は持っていた13メートル-3地球の電離層（中F領域に似ていますが、20）。この雰囲気はまだ本質的に衝突レスですが、電荷交換衝突はすでに顕著である。私たちは、生まれて電離層の初期段階を目撃している。
プラズマ境界が形成される前に、この初期の段階では、核と近彗星雰囲気は太陽風の比較的直接磁束の影響を受けている。しかし、この段階では、太陽風は既に幾分彗星雰囲気によって偏向される。たわみがH用のSun-彗星ラインから〜20°であり、+と彼がそれの約半分2+。単純な計算では太陽風の大部分が核に衝突することを示していると大気の最下部には、電荷交換を受ける：9月30日の例の日のための30％が2014年エネルギッシュ彗星のイオンが核から28キロで観察された。0から800 eVの近くからのエネルギー間隔を通してイオンの連続存在は、いくつかの100キロにわたって延びる連続源を示している。したがって、同様のフラックスは、核を打つことが期待できる。我々の観察によると、核が結果的に電荷交換さH、及び10の磁束によって、太陽風に見舞われている9メートル-2秒-1最大800 eVのエネルギーあたりで、彗星の起源と加速されたイオンの担当。中性水素フラックスは太陽風が遅くすることにより、および関連する磁力線の立体裁断によって引き起こさ強化する磁界の影響を受けません。異質とダイナミック彗星雰囲気、早い段階での太陽風のたわみ、彗星、太陽風の相互作用モデル（のために加速されたイオン存在課題の存在の重要な役割6、21）。このエネルギーイオン環境は、彗星磁気圏の誕生の第一段階を表している。
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