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Enregistrement W4392624089 · doi:10.5194/egusphere-egu24-15929

Calculation of photoelectron induced UV emission with application to the SMILE mission

2024· preprint· en· W4392624089 sur OpenAlexaff
R. Rankin, Dmytro Sydorenko, Jun Liang, E. Donovan

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEngineering
ThématiquePhotocathodes and Microchannel Plates
Établissements canadiensUniversity of CalgaryUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAstrobiologyComputer scienceAestheticsPhysicsArt

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The SMILE mission, supported by the European Space Agency and the Chinese Academy of Sciences, is scheduled for launch in 2024. The mission is augmented by a substantial ground-based network of optical ASI's. Here, we report progress in developing a numerical model of UV emissions to aid interpretation of images collected by the SMILE UVI. The model calculates UV emissions produced by suprathermal electrons, accounting for prominent UV auroral and dayglow emission lines and bands, including OI 130.4/135.6nm, Lyman-Birge-Hopfield (LBH) and Vegard-Kaplan (VK) bands. It also calculates line-of-sight absorption and the integrated UV photon flux spectrum reaching each UVI-imager pixel. Photoelectron energy spectra for the UV emission module are generated using a Monte Carlo model of photoelectron propagation. This model accounts for 52 kinds of electron-neutral collisions as well as Coulomb collisions. Considering closed geomagnetic field lines in the night sector, and depending on Earth's position relative to the Sun, the model predicts the appearance of energetic photoelectrons coming from the day sector. Coulomb scattering prevents pthese hotoelectrons from reaching the opposite ionosphere [c.f., Khazanov et al, 1994]. To reveal the importance of Coulomb collisions, model photoelectron fluxes and related UV emissions were calculated with Coulomb collisions included and omitted for five locations along the orbit of the DMSP F16 satellite on UT0800 January 1, 2017, which observed anomalous UV emission induced by conjugate photoelectrons [Kil et al., 2020]. Omitting Coulomb collisions overestimates the photoelectron flux and the intensity of UV emission by up to 50% with the effect being more pronounced on longer field lines.Solar EUV photons also produce energetic photoelectrons which ionize neutrals, heat ambient electrons, and cause UV emission. These photoelectrons can penetrate into the nightside even when connected to the day sector by geomagnetic field lines. UV emission caused by such photoelectrons in the night sector is called anomalous UV emission. knowlege of which is important for the analysis of data from the SMILE UVI. The model development for SMILE includes a module that calculates propagation of photoelectrons and related UV emission. Results from the model are benchmarked against observations by the Special Sensor Ultraviolet Spectrographic Imager (SSUSI) of the DMSP F16 spacecraft. The spacecraft was in Earths shadow, and traveling towards the equatorial plane. The observed anomalous UV emission rapidly decreases as the spacecraft approaches lower latitudes where field lines are shorter and almost completely in the shadow. Values of the UV emission at wavelengths of 135.6 nm and 130.4 nm were calculated from the model at several locations along the spacecraft orbit. Calculations performed with a tilted dipole geomagnetic field gave values that were significantly larger than the observed ones. Calculations using the International Reference Geomagnetic Field (IGRF) provided much improved agreement between the model and the observation because the IGRF places the southern ends of geomagnetic field lines farther from the sunlit hemisphere. The improved agreement suggests the model development related to the SMILE mission will aid interpretation of the data.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,243
Écart entre enseignants0,232 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
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Résumé présentoui

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