Globální hybridní simulace planety Merkur

Abstract

Práce se v první části zabývá základy fyziky kosmického plazmatu, interakcí slunečního větru s vlastním magnetickým polem planety za vzniku planetární magnetosféry a druhy numerických simulací kosmického plazmatu. Druhá část pak obsahuje základní informace o planetě Merkur, jeho magnetickém poli a exosféře. V závěrečné simulační části jsou prezentovány výsledky 6 globálních hybridních simulací magnetosféry Merkuru s různým nastavením směru meziplanetárního magnetického pole, konkrétně hustoty plazmatu v okolí planety a mapy částic dopadajících na povrch. Detailně se práce zaměřuje na mapy H+ iontů dopadajících na povrch planety a jejich analýzu. Dopadající částice tvoří pásy v polárních oblastech, nejvíce částic dopadá do oblastí pod kaspy. Ve všech simulacích dopadá více částic na jižní polokouli. Na konci kapitoly se nachází návrh modelu exosféry, který tato data využívá, a několik ukázek trajektorií exosférických částic.

The first part of the thesis discusses some basics of space plasma physics, the interaction of solar wind with planetary magnetic fields, i.e. the origin and structure of magnetospheres, and types of numerical simulations of space plasma. Next, it deals with some information about Mercury, its magnetosphere and exosphere. In the last part results of 6 global hybrid simulations of Mercury’s magnetosphere for different orientations of the interplanetary magnetic field are presented, specifically plasma densities and maps of solar wind particles precipitating onto Mercury's surface. The thesis focuses on maps of precipitating H+ ions and their analysis. These particles create bands around the planet in polar regions, most of them hit the surface around cusp regions. Generally, more particles hit the surface in the southern hemisphere. Finally, a model of Mercury's exosphere using this data is proposed and trajectories of some exospheric particles are shown.