Bildgebende Verfahren liefern wesentliche Informationen in astronomischen und weltraumphysikalischen Studien. Der Soft X-ray Imager (SXI) wird Bilder der Magnetosphäre der Erde aus der Ladungsaustauschemission des Sonnenwinds in einer globalen Ansicht erhalten. Es ist jedoch eine Herausforderung, seine 3D-Strukturen aus den beobachteten 2D-Bildern zu rekonstruieren. Solar Wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (SMILE) wird einen Soft X-ray Imager (SXI) an Bord haben, der ein leistungsstarkes Werkzeug zur Untersuchung der Geo-Weltraum-Umgebung unter verschiedenen Sonnenwindbedingungen ist.
SMILE wird um das Jahr 2024 herum gestartet und auf einer stark geneigten elliptischen Umlaufbahn operieren. Diese Umlaufbahn beträgt im Apogäum etwa 20 RE und wird es SMILE ermöglichen, mit Fernerkundungsinstrumenten klare und quasi-kontinuierliche Beobachtungen von Schlüsselregionen im erdnahen Weltraum durchzuführen. Als eine der vier Nutzlasten wird SXI Magnetopause-Bilder im Makromaßstab in der Nähe des subsolaren Bereichs liefern (Sichtfeld beträgt 16°×27°).
Bisher wurden mehrere Ansätze entwickelt, um aus solchen 2D-Bildern die 3D-Magnetopause zu rekonstruieren. Jede Methode hat ihre eigene anwendbare Situation. Kürzlich haben Sun et al. (2020) schlugen den Tangent Fitting Approach (TFA) vor. Es ermöglicht die Rekonstruktion der 3D-Magnetopause aus einem einzigen Röntgenbild, indem es die optimale Übereinstimmung der Tangentenrichtungen findet. Wir wenden TFA auf SXI-Photonenzählbilder an, indem wir Instrumentensimulationen verwenden und dabei die Auswirkungen von Instrumenten- und Röntgenhintergrundrauschen berücksichtigen. Es validiert die Fähigkeit von TFA, die Magnetopause unter verschiedenen Sonnenwindbedingungen und verschiedenen Betrachtungsgeometrien zu rekonstruieren.
Die Forscher validierten die Effizienz von TFA zur Rekonstruktion der 3D-Magnetopause, insbesondere der Position der subsolaren Magnetopause, bei einigen typischen Sonnenwindbedingungen und Betrachtungsgeometrien unter Verwendung von SXI-Simulationsdaten. Basierend auf der SXI-Simulation der Röntgenphotonenbilder kann das Reihenstreudiagramm der maximalen Photonenzahlen für jede Linie im SXI-Simulationsergebnis verwendet werden, um die Position der Magnetopause zu rekonstruieren.
Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft China Erdwissenschaften.
Guo Y et al, Ableitung der Magnetopause-Position aus der Simulation eines weichen Röntgenbildgeräts mit weitem Sichtfeld, Wissenschaft China Erdwissenschaften (2022). DOI: 10.1007/s11430-021-9937-y