Es gibt zwei primäre Staubpopulationen in der Nähe von 1 AE , interplanetarer Staub (IPD) und interstellarer Staub (ISD) [ Mann , 2010]. Ich habe Staubbeobachtungen auch ausführlich unter https://physics.stackexchange.com/a/160627/59023 besprochen .

Interplanetarer Staub

IPD von ~1$\mu$m driften aufgrund des Poynting-Robertson-Widerstands in die Sonne, während sie ungefähr Kepler-Bahnen folgen [z. B. Malaspina et al. , 2014]. Näher an der Sonne brechen diese Partikel aufgrund von Kollisionen, Sublimation / Ablation und/oder Sputtern auf .

Staubkörner von ~0,1$\mu$m Größe sind die sogenannten "$\beta$Meteoriten", die sich aufgrund des Ungleichgewichts des Strahlungsdrucks über der Schwerkraft von der Sonne entfernen [ Mann , 2010].

Die kleinsten Staubkörner mit$\ll$0,1$\mu$m Größe, die sogenannten Nanokörner oder Nanostaub , wirken wie große Pickup-Ionen , die durch das rahmenabhängige konvektive elektrische Feld (dh nur die Lorentz-Kraft) entgegen der Sonne getragen werden, das erzeugt wird, wenn sich das Staubkorn relativ zum Sonnenwind bewegt fließen (dh$\mathbf{E}_{conv} = - \mathbf{V}_{sw} \times \mathbf{B}_{sw}$, wo der Index$conv$($sw$) steht für Konvektion (Sonnenwind) und$\mathbf{V}$und$\mathbf{B}$sind die Volumenströmungsgeschwindigkeit und das quasistatische Magnetfeld). Diese Teilchen können relativ zur Sonne Geschwindigkeiten von über 100 km/s erreichen [ Meyer-Vernet et al. , 2009].

Interstellarer Staub

ISD wurde zuerst von der Raumsonde Ulysses entdeckt , die ~1 ist$\mu$m groß und bewegt sich mit ~26 km/s relativ zum Baryzentrum des Sonnensystems. Neuere Arbeiten [ Malaspina et al. , 2014] hat eine Beziehung zwischen Staubaufprallzählraten und ekliptischer Länge gefunden.

Der Grund ist aus dem Folgenden ersichtlich. Die Quergeschwindigkeit der Erde um die Sonne beträgt ~29 km/s. Wenn sich die Erde also antiparallel (parallel) zur ISD-Strömungsrichtung bewegt, beträgt die relative Geschwindigkeit des Staub-Raumfahrzeugs ~55 (~3) km/s, was zu einer erhöhten (niedrigeren) Staubzählrate führte. Dies geschieht, weil es eine Schwellenaufprallgeschwindigkeit gibt, die notwendig ist, um eine ausreichend große Plasmawolke zu erzeugen (d. h.$\gtrsim$5-10 km/s je nach Staubgröße) [ Meyer-Vernet et al. , 2009; 2014].

Woher stammt der Staub in der Nähe der Sonne?

Die Hauptquellen von ~1$\mu$m Größe in der Nähe von 1 AE sind Kometenschuttspuren, Asteroiden, Planeten, Monde und ISD [ Mann , 2010; Zaslavsky , 2015].

Einfach ausgedrückt - würde die Schwerkraft es nicht anziehen oder der Sonnenwind es wegblasen?

Einige werden von einer Kombination aus Schwerkraft und Poynting-Robertson-Widerstand angezogen, während die kleineren Körner entweder durch Strahlungsdruck "herausgedrückt" werden (dh$\beta$Meteoriten) oder von der Lorentz-Kraft des Sonnenwindes "aufgenommen" (dh Nanostaub).

Verweise

• DM Malaspina et al., "Interplanetarer und interstellarer Staub, beobachtet vom elektrischen Feldinstrument Wind/WAVES", Geophys. Auflösung Lette. 41 , S. 266-272, doi:10.1002/2013GL058786, 2014.
• Mann, I. „Interstellar Dust in the Solar System“, Annual Review of Astronomy and Astrophysics 48 , S. 173-203, doi:10.1146/annurev-astro-081309-130846, 2010.
• Meyer-Vernet, N., et al. "Stauberkennung durch das Wave-Instrument auf STEREO: Vom Sonnenwind aufgenommene Nanopartikel?", Sol. Phys. 256 , S. 463-474, doi:10.1007/s11207-009-9349-2, 2009.
• Meyer-Vernet, N., et al. "Die Bedeutung von Monopolantennen für Staubbeobachtungen: Warum Wind/WAVES keinen Nanostaub erkennt", Geophys. Auflösung Lette. 41 , S. 2716-2720, doi:10.1002/2014GL059988, 2014.
• Zaslavsky, A. "Schwimmende potenzielle Störungen aufgrund von Mikrometeoroideneinschlägen: Theorie und Anwendung auf S / WAVES-Daten", J. Geophys. Auflösung 120 , S. 855-867, doi:10.1002/2014JA020635, 2015.