Spectral Analysis of the Chandra Comet Survey

1. Spectral Analysis of the Chandra Comet Survey Zakaria Meziane Modern Onderzoek Universiteit Leiden

2. Doelen • Verklaring voor de röntgenstraling afkomstig van cometen. • Overtuigen dat röntgenstraling : • Kan dienen als een vorm van identificatie voor kometen. • De eigenschappen van de zonnewind in kaart brengen.

3. Inhoud • Kometen en zonnewinden • Charge exchange emission(CXE) • Onderzoek • Simulatiemodel • Modelresultaten • Model versus Metingen • Conclusie

4. Komeet • Onderdelen: • Kern: ~ 10 km • Coma: ~100,000 km • Staart: ~1,000,000 km • Elliptische baan • Chemische compositie: • Stof ,ijs en gesteente • Gassen: NH3, CO2, CO en CH4

5. Zonnewind • Stroom van geladen deeltjes die de zon verlaten • Bestaat voor 99.9% uit protonen,elektronen en alfa-deeltjes • 0.01% → Hooggeladen ionen(C,N,O,Ne…) • Snelheid ≈ 300-700 km/s • Chemische samenstelling is constant tot een botsing.

6. Hoe ontstaat die rontgenstraling? • Zonnewind en komeet botsten op elkaar. • Bow Shock ontstaat. • Deeltjes botsen en er komt straling vrij. • Snelheid en temperatuur zonnewind verlaagt dieper in de coma.

7. Charge exchange emission • Hooggeladen ionen(0.01%) uit de zonnewind botsen op het neutrale komeetgas. • Ionen komen in aangeslagen toestand door vangen van een elektron. • Ionen vervallen weer in de grondtoestand en zenden straling uit. • Ionen kunnen meerdere elektronen vangen (Multi-electron capture).

8. CXE H2O en O6+

9. Lyman-ᾱ transitie • Eerste aangeslagen toestand naar de grondtoestand veroorzaakt de sterkste straling. • N = 2  1 • Stralingsenergie die vrijkomt is uniek voor elk ion. • Straling geeft weer welke deeltjes aanwezig zijn in de zonnewind.

10. Wat vertelt cxe ons? • De fysische eigenschappen van de zonnewind kunnen worden afgeleid. • De vorm van de straling (maanvormig) vertelt ons over de verdeling van de gassen rond de komeet. • Tijdelijke gedragingen brengen de activiteit van de komeet en zonnewind in kaart.

11. Identificatiemethode! Elk komeet heeft een uniek spectrum

12. Onderzoek • Model ontwikkeld die botsingen tussen komeet en zonnewind simuleert. • Modelresultaten worden vergeleken met metingen van de Chandra X-Ray Observatory.

13. Simulatiemodel • Botsing zonnewind-komeet simulatie: • Afstand komeet-Zon ≈ 1 AU • Outgassing-rate = 1028 moleculen/s • Verschillende snelheden van de zonnewind. • Verschillende afstanden van kern. • Aannames: • Geen multi-electron capture. • Komeet bestaat uit neutrale gassen. • Snelheid van zonnewind constant in coma.

14. CXE-intensiteit bij verschillende zonnewindsnelheden • Hardness ratio geeft • indicatie voor • stralingsintensiteit. • Stralingsintensiteit hoog • bij snelheid < 300km/s • Constant bij snelheden • 300 – 700 km/s

15. Verdeling van ionen bij botsing

16. Model resulaten

17. Botsingen met komeetgaseen

18. Spectrum bij verschillende zonnewindsnelheden • Verschillende spectra • bij verschillende • snelheden • Afstand tot kern = 105 km

19. Spectrum bij verschillende afstanden

20. Model versus Chandra meting

21. Model en meting resultaten

22. Conclusie • Röntgenstraling van kometen ontstaat door botsingen met zonnewinden (CXE). • Spectrum is uniek voor verschillende kometen en zonnewinden. • Spectrum reflecteert snelheid van zonnewind: • Langzame (300 km/s) • Snelle (700 km/s)

23. Vragen? zakameziane@hotmail.com