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Analyse von ULYSSES-Daten: Strahlungsdruckeffekte auf Staubteilchen

Wehry, Andreas

English Title: Analysis of ULYSSES-data: Effects of the radiation pressure on dust particles

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PDF, German
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Abstract

Gegenstand der Arbeit ist die Analyse von in-situ-Messungen eines Staubdetektors an Bord der Raumsonde ULYSSES. Aufgrund der nahezu senkrecht zur Ekliptik geneigten Bahnebene von ULYSSES können erstmalig Staubmessungen für verschiedene helioekliptikale Breiten untersucht werden. Von 1990 bis 2001 hat der als Ionisationsdetektor arbeitende Detektor Teilchen im Massenbereich von 10^{-18} kg bis 10^{-8} kg sowie Teilchen mit Auftreffgeschwindigkeiten von 2 bis 70 km/s ermittelt. Der nachgewiesene Staub wird aufgrund verschiedener Kriterien in Jupiterstaubströme, Teilchen interstellaren oder interplanetaren Ursprungs eingeteilt. Für Staubteilchen im Mikrometerbereich beschreibt der ß-Wert als das Verhältnis aus Strahlungsdruckkraft zur Gravitationskraft verschiedene Strahlungsphänomene. Insgesamt werden 62 sich auf hyperbolischen Bahnen von der Sonne entfernende interplanetare Staubteilchen als ß-Meteoroide identifiziert. 24 dieser ß-Meteoroide werden innerhalb der Ekliptik kurz nach dem Start von ULYSSES und 38 vorzugsweise beim Passieren der Sonnenpole nachgewiesen. Das zahlenmäßige Ungleichgewicht detektierter ß-Meteoroide zwischen nördlicher und südlicher Hemisphäre kann nicht eindeutig aufgrund des Sonnenzyklus erklärt werden. Aus den Daten wird ein Fluss an ß-Meteoroiden von 1,5 10^{-4} 1/(m^{2}s^{1}) bei 1,3 AU ermittelt. Überlegungen zum Perihelabstand deuten auf einen Entstehungsort dieser Teilchen innerhalb von 0,5 AU hin, so dass vorzugsweise Kollisionen von größeren Meteoroiden für die Entstehung von ß-Meteoroiden verantwortlich sind. Das Fehlen von interstellaren Teilchen im Massenbereich zwischen 1 10^{-17} und 5 10^{-17} kg spiegelt als ß-Lücke den Einfluss der Strahlungsdruckkraft auf Teilchen eines Massenbereichs mit hohen ß-Werten wider. Weiterhin werden Vorhersagen für zukünftige in-situ-Messungen von ß-Meteoroiden getroffen.

Translation of abstract (English)

The objective of this thesis is the analysis of the in-situ-measurements of a dust detector onboard the ULYSSES spacecraft. Due to the orbit of ULYSSES which is nearly perpendicular to the ecliptic plane dust measurements are possible at different latitudes. During the time range from 1990 to 2001 dust particles are detected within the mass range from 10^{-18} kg to 10^{-8} kg and with impact speeds from 2 to 70 km/s. Using different criteria the detected dust is classified into Jovian dust streams, interstellar and interplanetar dust. In the range of micrometer particles the ß-value (ratio of the radiation pressure to the gravitation) describes some radiation phenomena like the ß-gap or ß-meteoroids. 62 particles are identified as ß-meteoroids which are interplanetary particles coming from the Sun on hyperbolic orbits. 24 of them are detected shortly after the launch within the ecliptic and 38 of them are proofed primarily passing the Solar poles. A numerical imbalance of the identified ß-meteoroids between the north and south pole cannot be explained by the solar cycle. At a solar distant of 1,3 AU a flux of 1,5 10^{-4} 1/(m^{2}s^{1}) is determined. Consideration of the perihelion distance indicates that these particles originate within 0,5 AU of the Sun therefore, mainly collisions between meteoroids are responsible for the origin of ß-meteoroids. The gap of interstellar particles in the mass range from 1 10^{-17} to 5 10^{-17} kg which is called as ß-gap can be explained by higher ß-value due to the radiation pressure. Furthermore predictions concerning in-situ proof of ß-meteoroids are made for the future measurements.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Grün, Prof. Dr. Eberhard,
Date of thesis defense: 6 November 2002
Date Deposited: 14 Nov 2002 00:00
Date: 2002
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Kosmischer Staub, interplanetarer Staub, interstellarer Staub, Strahlungsdruck, Strahlungseffekt
Uncontrolled Keywords: ß-Meteoroide , ß-Lücke , Strahlungsdruckkoeffizient , Streutheoriecosmic dust , interplanetary dust , interstellar dust , radiation pressure , ß-meteoroids
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