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Coronal mass ejection hits mercury: A.I.K.E.F. hybrid-code results compared to MESSENGER data

Exner, Willi und Heyner, D. und Liuzzo, L. und Motschmann, U. und Shiota, D. und Kusano, K. und Shibayama, T. (2018) Coronal mass ejection hits mercury: A.I.K.E.F. hybrid-code results compared to MESSENGER data. Planetary and Space Science, 153, Seiten 89-99. Elsevier. doi: 10.1016/j.pss.2017.12.016. ISSN 0032-0633.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063317303501

Kurzfassung

Mercury is the closest orbiting planet around the sun and is therefore embedded in an intensive and highly varying solar wind. In-situ data from the MESSENGER spacecraft of the plasma environment near Mercury indicates that a coronal mass ejection (CME) passed the planet on 23 November 2011 over the span of the 12 h MESSENGER orbit. Slavin et al. (2014) derived the upstream parameters of the solar wind at the time of that orbit, and were able to explain the observed MESSENGER data in the cusp and magnetopause segments of MESSENGER's trajectory. These upstream parameters will be used for our first simulation run. We use the hybrid code A.I.K.E.F. which treats ions as individual particles and electrons as a mass-less fluid, to conduct hybrid simulations of Mercury's magnetospheric response to the impact of the CME on ion gyro time scales. Results from the simulation are in agreement with magnetic field measurements from the inner day-side magnetosphere and the bow-shock region. However, at the planet's nightside, Mercury's plasma environment seemed to be governed by different solar wind conditions, in conclusion, Mercury's interaction with the CME is not sufficiently describable by only one set of upstream parameters. Therefore, to simulate the magnetospheric response while MESSENGER was located in the tail region, we use parameters obtained from the MHD solar wind simulation code SUSANOO (Shiota et al. (2014)) for our second simulation run. The parameters of the SUSANOO model achieve a good agreement of the data concerning the plasma tail crossing and the night-side approach to Mercury. However, the polar and closest approach are hardly described by both upstream parameters, namely, neither upstream dataset is able to reproduce the MESSENGER crossing of Mercury's magnetospheric cusp. We conclude that the respective CME was too variable on the timescale of the MESSENGER orbit to be described by only two sets of upstream conditions. Our results suggest locally strong and highly variable dynamics of the CME on timescales of 15 min while MESSENGER was near closest approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124709/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Coronal mass ejection hits mercury: A.I.K.E.F. hybrid-code results compared to MESSENGER data
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Exner, WilliInstitute for Geophysics and Extraterrestrial Physics, TU Braunschweig, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heyner, D.Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik, TU Braunschweig, 38106 Braunschweig, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liuzzo, L.School of Earth and Atmospheric Sciences, Georgia Institute of Technology, Atlanta, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Motschmann, U.uwe.motschmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shiota, D.Institute for Space-Earth Environment Research, Nagoya University, Nagoya, Aichi, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kusano, K.Institute for Space-Earth Environment Research, Nagoya University, Nagoya, Aichi, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shibayama, T.Institute for Space-Earth Environment Research, Nagoya University, Nagoya, Aichi, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:Planetary and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:153
DOI:10.1016/j.pss.2017.12.016
Seitenbereich:Seiten 89-99
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier
ISSN:0032-0633
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Plasma interaction; Mercury; Hybrid; Simulation; CME
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Asteroiden und Kometen
Hinterlegt von: Stiebeler, Ulrike
Hinterlegt am:10 Dez 2018 14:59
Letzte Änderung:27 Feb 2019 11:28

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