Advertisement

Springer Nature is making Coronavirus research free. View research | View latest news | Sign up for updates

Exospheres and Atmospheric Escape

Abstract

Aeronomy is a description of the physics and chemistry of the upper atmospheres and ionospheres of planetary bodies. In this chapter we consider those processes occurring in the upper atmosphere that determine the structure of the corona and lead to molecular escape.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

References

  1. M.F. A’Hearn et al., Science 310, 258–264 (2005)

  2. J.M. Ajello, M. Ciocca, J. Geophys. Res. 101, 18,953–18,960 (1996)

  3. C.J. Alexander, C.T. Russell, Geophys. Res. Lett. 12, 369 (1985)

  4. D.E. Anderson, C.W. Hord, J. Geophys. Res. 76, 6666–6673 (1971)

  5. D.E. Anderson Jr., J. Geophys. Res. 81, 1213–1216 (1976)

  6. M. Armenante, V. Santoro, N. Spinelli, F. Vanoli, Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc. 64, 265–273 (1985)

  7. W.I. Axford, J. Geophys. Res. 73, 6855 (1968)

  8. S. Barabash, A. Fedorov, R. Lundin, J.-A. Sauvaud, Science 315, 501 (2007a)

  9. S. Barabash et al., Nature 450, 650–653 (2007b)

  10. D.D. Barbosa, Icarus 72, 53–56 (1987)

  11. A.R. Barakat, J. Lemaire, Phys. Rev. A 42(6), 3291–3302 (1990)

  12. R. Bauske, A.F. Nagy, T.I. Gombosi, D.L. De Zeeuw, K.G. Powell, J.G. Luhmann, J. Geophys. Res. 103(A10), 23625–23638 (1998)

  13. F. Bensch, E.A. Bergin, D. Bockelée-Morvan, G.J. Melnick, N. Biver, Astrophys. J. 609, 1164–1169 (2004)

  14. J.-L. Bertaux, J. Blamont, M. Marcelin, Planet. Space Sci. 26, 817–831 (1978)

  15. L. Biermann, D. Trefftz, Z. Astrophys. 59, 1–28 (1964)

  16. G.A. Bird, Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows (Clarendon, Oxford, 1994)

  17. D.V. Bisikalo, V.I. Shematovich, J.-C. Gerard, J. Geophys. Res. 100, 3715–3720 (1995)

  18. D. Bockelée-Morvan, J. Crovisier, in Proceedings, Symposium on The Diversity and Similarity of Comets. ESA SP-278 (1987)

  19. S. Bougher et al., Space Sci. Rev. (2008, this issue)

  20. M. Bouhram, R.W. Johns, J.-J. Berthelier, J.-M. Illiano, R.L. Tokar, D.T. Young, F.J. Crary, Geophys. Res. Lett. 33, L05106 (2006). doi:10.1029/2005GL025011

  21. R.T. Brinkmann, Science 174, 944–945 (1971)

  22. R.A. Brown, in IAU Symp. 65: Exploration of the Planetary System (1974), pp. 527–531

  23. R.A. Brown, Astrophys. J. 244, 1072 (1981)

  24. W.L. Brown et al., Nucl. Instrum. Methods 198, 1 (1982)

  25. M.E. Brown, R.E. Hill, Nature 380, 229–231 (1996)

  26. M.E. Brown, Icarus 151, 190–195 (2001)

  27. M.H. Burger, N.M. Schneider, J.K. Wilson, Geophys. Res. Lett. 26, 3333–3336 (1999)

  28. M.H. Burger, R.E. Johnson, Icarus 171, 557–560 (2004)

  29. M.H. Burger, E.C. Sittler Jr., R.E. Johnson, H.T. Smith, O.J. Tucker, V.I. Shematovich, J. Geophys. Res. 112, A06219 (2007). doi:10.1029/2006JA012086

  30. R.W. Carlson, Science 283, 821–821 (1999)

  31. E. Carlsson et al., Icarus 182, 320–328 (2006)

  32. T.A. Cassidy, R.E. Johnson, M.A. McGrath, M.C. Wong, J.F. Cooper, Icarus 191, 755–764 (2007)

  33. J.W. Chamberlain, Planet. Space Sci. 11, 901 (1963)

  34. J.W. Chamberlain, Astrophys. J. 155, 711 (1969)

  35. J.W. Chamberlain, F.J. Campbell, Astrophys. J. 149, 687–705 (1967)

  36. J.W. Chamberlain, D.M. Hunten, Theory of Planetary Atmospheres (Academic Press, New York, 1987)

  37. E. Chassefière, F. Leblanc, Planet. Space Sci. 52, 1039 (2004)

  38. E. Chassefière, F. Leblanc, B. Langlais, Planet. Space Sci. 55, 343 (2007)

  39. J.-Y. Chaufray, R. Modolo, F. Leblanc, G.M. Chanteur, R.E. Johnson, J.G. Luhmann, J. Geophys. Res. 112 (2007). doi:10.1029/2007JE002915

  40. J.-Y. Chaufray, J.-L. Bertaux, E. Quémerais, F. Leblanc, Icarus 195, 598–613 (2008).

  41. F. Cipriani, F. Leblanc, J.J. Berthelier, J. Geophys. Res. E07001 (2007). doi:10.1029/2006JE002818

  42. A.J. Coates et al., Geophys. Res. Lett. 32, L14S09 (2005). doi:10.1029/2005GL022694

  43. A.L. Cochran, American Astronomical Society, DPS Meeting, #39, #53.09 (2007)

  44. A.L. Cochran, W.D. Cochran, Icarus 154, 381–390 (2001)

  45. M.R. Combi, Icarus 71, 178–191 (1987)

  46. M.R. Combi, Icarus 81, 41–50 (1989)

  47. M.R. Combi, Icarus 123, 207–226 (1996)

  48. M.R. Combi, M.E. Brown, P.D. Feldman, H.U. Keller, R.R. Meier, W.H. Smyth, Astrophys. J. 494, 816–821 (1998)

  49. M.R. Combi, A.L. Cochran, W.D. Cochran, D.L. Lambert, C.M. Johns-Krull, Astrophys. J. 512, 961–968 (1999)

  50. M.R. Combi, A.A. Reinard, J.-L. Bertaux, E. Quemerais, T. Mäkinen, Icarus 144, 191–202 (2000)

  51. M.R. Combi, W.M. Harris, W.H. Smyth, in Comets II, ed. by M.C. Festou et al. (University of Arizona Press, Tucson, 2004), pp. 523–552

  52. J.E.P. Connerney, J.H. Waite, Nature 312, 136 (1984)

  53. A.F. Cook, A.F. Franklin, Astrophys. J. 75, 195 (1970)

  54. J.F. Cooper, J. Geophys. Res. 88, 3945–3954 (1983)

  55. P.C. Cosby, J. Chem. Phys. 98, 9560–9569 (1993)

  56. T.E. Cravens, C.N. Keller, B. Ray, Planet. Space Sci. 45, 889 (1997)

  57. T.E. Cravens, A. Hoppe, S.A. Ledvina, S. McKenna-Lawlor, J. Geophys. Res. 107, 7-1–7-10 (2002). doi:10.1029/2001JA000125

  58. J.F. Crifo, Astron. Astrophys. 187, 438–450 (1987)

  59. J.F. Crifo, G.A. Loukianov, A.V. Rodionov, G.O. Khanlarov, V.V. Zakharov, Icarus 156, 249–268 (2002)

  60. J.F. Crifo, G.A. Loukianov, A.V. Rodionov, G.O. Khanlarov, V.V. Zakharov, Icarus 176, 192–219 (2005)

  61. J. Cui, R.V. Yelle, K. Volk, J. Geophys. Res. (2008, in press)

  62. J.N. Cuzzi et al., Space Sci. Rev. 104, 209 (2002)

  63. B.J.R. Davidsson, Y.V. Skorov, Icarus 159, 239–258 (2002)

  64. B.J.R. Davidsson, Y.V. Skorov, Icarus 168, 163–185 (2004)

  65. V. De La Haye, J.H. Waite Jr., R.E. Johnson, R.V. Yelle, T.E. Cravens, J.G. Luhmann, W.T. Kasprzak, D.A. Gell, B. Magee, F. Leblanc, M. Michael, S. Jurac, I.P. Robertson, J. Geophys. Res. 112(A7), A07309 (2007a). doi:10.1029/2006JA012222

  66. V. De La Haye, J.H. Waite Jr., T.E. Cravens, A.F. Nagy, R.V. Yelle, R.E. Johnson, S. Lebonnois, I.P. Robertson, Icarus 191, 236–250 (2007b)

  67. N. Dello Russo, M.J. Mumma, M.A. DiSanti, K. Magee-Sauer, E.L. Gibb, B.P. Bonev, I.S. McLean, L.-H. Xu, Icarus 184, 255–276 (2006)

  68. A.H. Delsemme, M.R. Combi, Astrophys. J. 228, 330–337 (1979)

  69. H.G. Demars, A.R. Barakat, R.W. Schunk, J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 55, 1583–1598 (1993)

  70. M.A. DiSanti, U. Fink, Icarus 91, 105–111 (1991)

  71. T.M. Donahue, J.H. Hoffman, R.R. Hodges, A.J. Watson, Science 216, 630–633 (1982)

  72. M.K. Dougherty, K.K. Khurana, F.M. Neubauer, C.T. Russell, J. Saur, J.S. Leisner, M.E. Burton, Science 311, 1406–1409 (2006)

  73. S.T. Durrance, P.D. Feldman, H.A. Weaver, Astrophys. J. 267, L125 (1983)

  74. S.T. Durrance, P.D. Feldman, W.P. Blair, A.F. Davidsen, G.A. Kriss, J.W. Kruk, K.S. Long, H.W. Moos, Astrophys. J. 447, 408 (1995)

  75. L.W. Esposito, J.E. Colwell, K. Larsen et al., Science 307, 1251 (2005)

  76. A.J. Farmer, P. Goldreich, Icarus 179, 535 (2005)

  77. A.J. Farmer, P. Goldreich, Icarus 188, 108–119 (2007)

  78. L.M. Feaga, M.F. A’Hearn, J.M. Sunshine, O. Groussin, T.L. Farnham, Icarus 190, 345 (2007)

  79. P.D. Feldman, M.A. McGrath, D.F. Strobel, H.W. Moos, K.D. Retherford, B.C. Wolven, Astrophys. J. 535, 1085–1090 (2000)

  80. P.D. Feldman, A.L. Cochran, M.R. Combi, in Comets II, ed. by M.C. Festou, H.U. Keller, H.A. Weaver (University of Arizona Press, Tucson, 2004), pp. 425–447

  81. M.C. Festou, P.D. Feldman, Astron. Astrophys. 103, 154–159 (1981)

  82. U. Fink, M.R. Combi, M.A. DiSanti, Astrophys. J. 383, 356–371 (1991)

  83. U. Fink, M.D. Hicks, Astrophys. J. 459, 729–743 (1996)

  84. J.L. Fox, Adv. Space Res. 5, 165 (1985)

  85. J.L. Fox, Planet. Space Sci. 34, 1252 (1986)

  86. J.L. Fox, J. Geophys. Res. 98, 3297–3310 (1993)

  87. J.L. Fox, Geophys. Res. Lett. 24, 2901 (1997)

  88. J.L. Fox, Icarus 192, 296–301 (2007)

  89. J.L. Fox, F.M. Bakalian, J. Geophys. Res. 106, 28785 (2001)

  90. J.L. Fox, J.H. Black, Geophys. Res. Lett. 16, 291 (1989)

  91. J.L. Fox, A. Dalgarno, J. Geophys. Res. 84, 7315–7333 (1979)

  92. J.L. Fox, A. Dalgarno, J. Geophys. Res. 88, 9027–9032 (1983)

  93. J.L. Fox, A. Dalgarno, J. Geophys. Res. 90, 7557–7567 (1985)

  94. J.L. Fox, A. Hać, J. Geophys. Res. 102, 24,005–24,011 (1997a)

  95. J.L. Fox, A. Hać, J. Geophys. Res. 102, 9191–9204 (1997b)

  96. J.L. Fox, L.J. Paxton, J. Geophys. Res. 110, A01311 (2005). doi:10.1029/2004JA010813

  97. E. Gérard, J.P. Crovisier, N. Colom, D. Biver, D. Bockelée-Morvan, H. Rauer, Planet. Space Sci. 46, 569–577 (1998)

  98. C.K. Goertz, G. Morfill, Icarus 43, 219 (1983)

  99. T.I. Gombosi, T.E. Cravens, A.F. Nagy, Astrophys. J. 293, 328–341 (1985)

  100. O. Groussin, M.F. A-Hearn, J.-Y. Li, P.C. Thomas, J.M. Sunshine, C.M. Lisse, K.J. Meech, T.L. Farnham, L.M. Feaga, W.A. Delamere, Icarus 187, 16–25 (2007)

  101. S.L. Guberman, A. Giusti-Suzor, J. Chem. Phys. 95, 2602–2613 (1991)

  102. H. Gunell et al., Icarus 182(2), 431–438 (2006)

  103. P.K. Haff, A. Eviatar, G.L. Siscoe, Icarus 56, 426 (1983)

  104. D.T. Hall, D.F. Strobel, P.D. Feldman, M.A. McGrath, H.A. Weaver, Nature 373, 677–679 (1995)

  105. D.T. Hall, P.D. Feldman, J.B. Holberg, M.A. McGrath, Science 272, 516 (1996)

  106. D.T. Hall, P.D. Feldman, M.A. McGrath, D.F. Strobel, Astrophys. J. 499, 475–481 (1998)

  107. C.J. Hansen, D. Shemansky, A. Hendrix, Icarus 176, 305–315 (2005)

  108. C.J. Hansen, L. Esposito, A.I.F. Stewart, J. Colwell, A. Hendrix, W. Pryor, D.E. Shemansky, R. West, Science 311, 1422 (2006)

  109. W.B. Hanson, S. Sanatani, D.R. Zuccaro, J. Geophys. Res. 82, 4351 (1977)

  110. E.M. Harnett, R.M. Winglee, J. Geophys. Res. 111, A09213 (2006). doi:10.1029/2006JA011724

  111. R.E. Hartle, Planet. Space Sci. 21, 12123–12137 (1973)

  112. R.R. Hodges, J. Geophys. Res. 98, 10,833–10,838 (1993)

  113. R.R. Hodges, J. Geophys. Res. 99, 23,229–23,247 (1994)

  114. R.R. Hodges, J. Geophys. Res. 105, 6971 (2000)

  115. W.F. Huebner, J.J. Keady, in Cometary Exploration, ed. by T. Gombosi (Budapest, 1984), pp. 165–183

  116. D.L. Huestis et al., Space Sci. Rev. (2008, this issue)

  117. D.M. Hunten, A.J. Watson, Icarus 51, 665–667 (1982)

  118. W.-H. Ip, J. Geophys. Res. 88, 819 (1983a)

  119. W.-H. Ip, Astrophys. J. 264, 726–732 (1983b)

  120. W.-H. Ip, J. Geophys. Res. 89, 395 (1984a)

  121. W.-H. Ip, J. Geophys. Res. 89, 3829 (1984b)

  122. W.-H. Ip, Icarus 76, 135–145 (1988)

  123. W.-H. Ip, Astrophys. J. 343, 946–952 (1989)

  124. W.-H. Ip, J. Geophys. Res. 17, 2289–2292 (1990)

  125. W.-H. Ip, Icarus 115, 295–303 (1995)

  126. W.-H. Ip, Icarus 126, 42 (1997)

  127. W.-H. Ip, Planet. Space Sci. 48, 775 (2000)

  128. W.-H. Ip, Geophys. Res. Lett. 32, L13204 (2005). doi:10.1029/2004GL022217

  129. R.E. Johnson, J. Geophys. Res. Lett. 5, 989 (1978)

  130. R.E. Johnson, Energetic Charged Particle Interaction with Atmospheres and Surfaces (Springer, New York, 1990)

  131. R.E. Johnson, Icarus 111, 65–72 (1994)

  132. R.E. Johnson, Icarus 143, 429–433 (2000)

  133. R.E. Johnson, Astrophys. J. 609, L99–L102 (2004)

  134. R.E. Johnson, Proc. R. Soc. (Lond.) (2008, in press)

  135. R.E. Johnson, J.G. Luhmann, J. Geophys. Res. 103, 3649–3653 (1998)

  136. R.E. Johnson, T.I. Quickenden, J. Geophys. Res. 102, 10985 (1997)

  137. R.E. Johnson, L.J. Lanzerotti, W.L. Brown, Nuclear Instrum. Methods 198, 147 (1982)

  138. R.E. Johnson, M.K. Pospieszalska, E.C. Sitler Jr., A.F. Cheng, L.J. Lanzerotti, E.M. Sieveka, Icarus 77, 311 (1989)

  139. R.E. Johnson, D. Schnellenberger, M.C. Wong, J. Geophys. Res. 105, 1659 (2000)

  140. R.E. Johnson, M. Liu, C. Tully, Planet. Space Sci. 50, 123–128 (2002)

  141. R.E. Johnson, T.I. Quickenden, P.D. Cooper, A.J. McKinley, C. Freeman, Astrobiology 3, 823–850 (2003)

  142. R.E. Johnson et al., Icarus 180, 393 (2006)

  143. R.E. Johnson et al., in Europa, ed. by R. Pappalardo et al. (2008, in press)

  144. S. Jurac, J.D. Richardson, J. Geophys. Res. 110, A09220 (2005). doi:10.1029/2004JA010635

  145. S. Jurac, M.A. McGrath, R.E. Johnson, J.D. Richardson, V.M. Vasyliunas, A. Eviatar, Geophys. Res. Lett. 29(24), 2172 (2002). doi:10.1029/2002GL015855

  146. K. Kabin, B.D. Shizgal, J. Geophys. Res. 107(E7), 5053 (2002). doi:10.1029/2000JE001479

  147. E. Kallio, H. Koskinen, J. Geophys. Res. 104, 557 (1999)

  148. E. Kallio, J.G. Luhmann, S. Barabash, J. Geophys. Res. 102, 22,183–22,197 (1997)

  149. E. Kallio, J.G. Luhmann, J.G. Lyon, J. Geophys. Res. 103(A3), 4753–4754 (1998)

  150. G.M. Keating et al., Science 279, 1672–1676 (1998)

  151. D. Kella, P.J. Johnson, H.B. Pedersen, L. Vejby-Christensen, L.H. Andersen, Science 276, 1530–1533 (1997)

  152. V. Kharchenko, A. Dalgarno, B. Zygelman, J.-H. Yee, J. Geophys. Res. 103, 24899–24906 (2000)

  153. J. Kim, A.F. Nagy, J.L. Fox, T.E. Cravens, J. Geophys. Res. 103, 29339 (1998)

  154. Y.H. Kim, S. Son, J. Korean Astron. Soc. 33, 127–135 (2000)

  155. Y.H. Kim, S. Son, J. Kim, J. Korean Astron. Soc. 34, 25–29 (2001)

  156. M.G. Kivelson, K.K. Khurana, R.J. Walker, J. Warnecke, C.T. Russell, J.A. Linker, D.J. Southwood, C. Polanskey, Science 274, 396–398 (1996)

  157. A.J. Kliore, D.P. Hinson, F.M. Flasar, A.F. Nagy, Science 277, 355–358 (1997)

  158. G. Kotova, M. Verigin, A. Remizov, N. Shutte, J. Slavin, K. Szego, M. Tatrallyay, H. Rosenbauer, V.A. Krasnopolsky, D.P.J. Cruikshank, Geophys. Res. 100, 21,271–21,286 (1995)

  159. G. Kotova, M. Verigin, A. Remizov, N. Shutte, H. Rosenbauer, S. Livi, K. Szego, M. Tatrallyay, J. Slavin, J. Lemaire, K. Schwingenschuh, T.-L. Zhang, Geophys. Res. 102, 2165–2174 (1997)

  160. V.A. Krasnopolsky, J. Geophys. Res. 104, 5955–5962 (1999)

  161. M.A. Krestyanikova, V.I. Shematovich, Sol. Syst. Res. 39, 22 (2005)

  162. M.A. Krestyanikova, V.I. Shematovich, Sol. Syst. Res. 40, 384–392 (2006)

  163. S.M. Krimigis et al., Nature 415, 994–996 (2002)

  164. S.M. Krimigis et al., Science 307, 1270 (2005)

  165. A.M. Krymskii, T.K. Breus, J. Geophys. Res. 101, 7599 (1996)

  166. S. Kumar, Icarus 61, 101–123 (1985)

  167. A. Lagg, N. Krupp, J. Woch, S. Livi, B. Wilken, D.J. Williams, Geophys. Res. Lett. 25, 4039–4042 (1998)

  168. A. Lagg, N. Krupp, J. Woch, D.J. Williams, Geophys. Res. Lett. 30 (2003). doi:10.1029/2003GL017214.1556

  169. H. Lammer, S.J. Bauer, J. Geophys. Res. 96, 1819–1825 (1991)

  170. H. Lammer, W. Stumptner, G.J. Molina-Cuberos, S.J. Bauer, T. Owen, Planet. Space Sci. 48, 529–543 (2000)

  171. H. Lammer, H.I.M. Lichtenegger, H.K. Biernat, N.V. Erkaev, I.L. Arshukova, C. Kolb, H. Gunell, A. Lukyanov, M. Holmstrom, S. Barabash, T.L. Zhang, W. Baumjohann, Planet. Space Sci. 54, 1445–1456 (2006)

  172. H. Lammer et al., Space Sci. Rev. (2008, this issue)

  173. P. Lämmerzahl, D. Krankowsky, R.R. Hodges, U. Stubbemann, J. Woweries, I. Herrwerth, J.J. Berthelier, J.M. Illiano, P. Eberhardt, U. Dolder, W. Schulte, J.H. Hoffman, Astron. Astrophys. 187, 169–173 (1987)

  174. L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Fluid Mechanics, 2nd ed., vol. 6 (Pergamon Press, 1987), p. 539

  175. F. Leblanc, R.E. Johnson, Planet. Space Sci. 49, 645 (2001)

  176. F. Leblanc, R.E. Johnson, J. Geophys. Res 107 (2002a). doi:10.1029/2000JE001473

  177. F. Leblanc, R.E. Johnson, M.E. Brown, Icarus 159, 132–144 (2002b)

  178. F. Leblanc, A.E. Potter, R.M. Killen, R.E. Johnson, Icarus 178, 367–385 (2005)

  179. F. Leblanc, J.Y. Chaufray, O. Witasse, J. Lilensten, J.-L. Bertaux, J. Geophys. Res. 111, E09S11 (2006). doi:10.1029/2005JE002664

  180. F. Leblanc, J.Y. Chaufray, J.L. Bertaux, Geophys. Res. Lett. 34, L02206 (2007). doi:10.1029/2006GL028437

  181. S.A. Ledvina, T.E. Cravens, K. Kecskeméty, J. Geophys. Res. 110 (2005). CiteID A06211

  182. S.A. Ledvina et al., Space Sci. Rev. (2008, this issue)

  183. B.R. Lewis, S.T. Gibson, W. Zhang, H. Lefebvre-Brion, J.-M. Robbe, J. Chem. Phys. 122, 144302 (2005)

  184. H.I.M. Lichtenegger, H. Lammer, Y.N. Kulikov, S. Kazeminejad, G.H. Molina-Cuberos, R. Rodrigo, B. Kazeminejad, G. Kirchengast, Space Sci. Rev. (2007, in press). doi:10.1007/s11214-006-9082-1

  185. M.W. Liemohn, J.L. Fox, A.F. Nagy, X. Fang, J. Geophys. Res. 109, A10307 (2004). doi:10.1029/2004JA010643

  186. R.W. Locht, M. Davister, Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc. 144, 105–129 (1995)

  187. J.G. Luhmann, J. Geophys. Res. 101, 7603 (1996)

  188. J.G. Luhmann, J.U. Kozyra, J. Geophys. Res. 96, 5457–5468 (1991)

  189. J.G. Luhmann, R.E. Johnson, M.H.G. Zhang, Geophys. Res. Lett. 19, 2151 (1992)

  190. J.G. Luhmann, R.E. Johnson, R.L. Tokar, S.A. Ledvina, T.W. Cravens, Icarus 181, 465 (2006a)

  191. J.G. Luhmann, S.A. Ledvina, J.G. Lyon, C.T. Russell, Planet. Space Sci. 54, 1482–1495 (2006b)

  192. J.G. Luhmann, W.T. Kasprzak, C.T. Russell, J. Geophys. Res. 112 (2007). doi:10.1029/2006JE002820

  193. H. Luna, M. Michael, M.B. Shah, R.E. Johnson, C.J. Latimer, J.W. McConkey, J. Geophys. Res. 108(E4), 5033 (2003). doi:10.1029/2002JE001950

  194. H. Luna, C. McGrath, M.B. Shah, R.E. Johnson, M. Liu, C.J. Latimer, E.C. Montenegro, Astrophys. J. 628, 1086–1096 (2005)

  195. R. Lundin, S. Barabash, Planet. Space Sci. 52, 1059–1071 (2004)

  196. R. Lundin, E.M. Dubinin, Adv. Space Res. 12(9), 255 (1992)

  197. R. Lundin et al., Nature 341, 609 (1989)

  198. R. Lundin, E.M. Dubinin, S.V. Barabash, H. Koskinen, O. Norberg, N. Pissarenko, A.V. Zakharov, Geophys. Res. Lett. 18, 1059 (1991)

  199. Y. Ma, A.F. Nagy, Geophys. Res. Lett. 34 (2007). doi:10.1029/2006GL029208

  200. Y. Ma, A.F. Nagy, K.C. Hansen, D.L. DeZeeuw, T.I. Gombosi, K.G. Powell, J. Geophys. Res. 107, 1282 (2002). doi:10.1029/2002JA009293

  201. Y. Ma, A.F. Nagy, I.V. Sokolov, C.H. Kenneth, J. Geophys. Res. 109, A07211 (2004). doi:10.1029/2003JA010367

  202. Y. Ma et al., J. Geophys. Res. 111, A05207 (2006). doi:10.1029/2006JA011481

  203. M.L. Marconi, D.A. Mendis, Astrophys. J. 273, 381–396 (1983)

  204. M.L. Marconi, L. Dagum, W.H. Smyth, Astrophys. J. 469, 393–401 (1996)

  205. B.H. Mauk, D.G. Mitchell, C. Paranicas, S.M. Krimigis, Nature 421, 920–922 (2003)

  206. M.B. McElroy, T.Y. Kong, Y.L. Yung, J. Geophys. Res. 82, 4379–4388 (1977)

  207. M.A. McGrath, R.E. Johnson, Icarus 69, 519 (1987)

  208. M.A. McGrath, E. Lellouch, D.F. Strobel, P.D. Feldman, R.E. Johnson, in Jupiter: Satellites, Atmosphere, Magnetosphere, ed. by F. Bagenal et al. (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2004), pp. 457–483

  209. M.A. McGrath et al., in Europa, ed. by R. Pappalardo et al. (2008, in press)

  210. S.M.P. McKenna-Lawlor, V. Afonin, Y. Yeroshenko, E. Keppler, E. Kirsch, K. Schwingenschuh, Planet. Space Sci. 41, 373 (1993)

  211. R.L. McNutt, Geophys. Res. Lett. 16, 1225–1228 (1989)

  212. M. Mendillo, J. Baumgardner, B. Flynn, J.W. Hughes, Nature 348, 312–314 (1990)

  213. M. Michael, R.E. Johnson, F. Leblanc, M. Liu, J.G. Luhmann, V. Shematovich, Icarus 175, 263–267 (2005)

  214. M. Michael, R.E. Johnson, Planet. Space Sci. 53, 1510–1514 (2005)

  215. R. Modolo, G.M. Chanteur, E. Dubinin, A.P. Matthews, Ann. Geophys. 23, 433 (2005)

  216. L. Moore, M. Mendillo, Geophys. Res. Lett. 34, L12202 (2007). doi:10.1029/2007GL029381

  217. L. Moore, A.F. Nagy, A.J. Kliore, I. Mueller-Wodarg, J. Richardson, M. Mendillo, Geophys. Res. Lett. 33, L22202 (2006). doi:10.1029/2006GL027375

  218. G.E. Morfill, H.M. Thomas, Icarus 179, 539 (2005)

  219. J. Morgenthaler, W.M. Harris, F. Scherb, C.M. Anderson, R.J. Oliversen, N.E. Doane, M.R. Combi, M.L. Marconi, W.H. Smyth, Astrophys. J. 563, 451–461 (2001)

  220. J. Morgenthaler, W.M. Harris, M.R. Combi, Astrophys. J. 657, 1162–1171 (2007)

  221. J.I. Moses, S.F. Bass, J. Geophys. Res. 105, 7013 (2000)

  222. J.I. Moses, B. Bezard, E. Lellouch, G.R. Gladstone, H. Feuchtgruber, M. Allen, J. Geophys. Res. 105, 7013 (2000)

  223. J.I. Moses, M.Y. Zolotov, B. Fegley, Icarus 156, 107–135 (2002)

  224. A.F. Nagy, P.M. Banks, J. Geophys. Res. 75, 6260 (1970)

  225. A.F. Nagy, T.E. Cravens, Geophys. Res. Lett. 15, 433 (1988)

  226. A.F. Nagy, T.E. Cravens, J.-H. Yee, A.I.F. Stewart, Geophys. Res. Lett. 8, 629–632 (1981)

  227. A.F. Nagy, J. Kim, T.E. Cravens, Ann. Geophys. 8, 251 (1990)

  228. A.F. Nagy, M.W. Liemohn, J.L. Fox, J. Kim, J. Geophys. Res. 106(15), 21,565–21,568 (2001). doi:10.1029/2001JA000007

  229. H.B. Niemann et al., Nature 438, 779–784 (2005)

  230. A.O. Nier, M.B. McElroy, J. Geophys. Res. 82, 4341–4349 (1977)

  231. T.G. Northrop, J.R. Hill, J. Geophys. Res. 88, 6102 (1983)

  232. E.N. Parker, Astrophys. J. 139, 93–122 (1964)

  233. L.J. Paxton, J. Geophys. Res. 90, 5089–5096 (1985)

  234. J. Pearl, R. Hanel, V. Kunde, W. Maguire, K. Fox, S. Gupta, C. Ponnamperuma, F. Raulin, Nature 280, 755–758 (1979)

  235. T. Penz, I.L. Arshukova, N. Terada, H. Shinagawa, N.V. Erkaev, H.K. Biernat, H. Lammer, Adv. Space Res. 36, 2049–2056 (2005)

  236. H. Pérez-de-Tejada, J. Geophys. Res. 92, 4713 (1987)

  237. H. Pérez-de-Tejada, J. Geophys. Res. 103, 31499–31508 (1998)

  238. J.R. Peterson, A. Le Padellec, H. Danared, G.H. Dunn, M. Larsson, A. Larson, R. Peverall, C. Strömholm, S. Rosén, M. Af Ugglas, W.J. van der Zande, J. Chem. Phys. 108, 1978–1988 (1998)

  239. R. Peverall, S. Rosen, J.R. Peterson, M. Larsson, A. Al-Khalili, L. Vikor, J. Semaniak, R. Bobbenkamp, A. LePadellec, A.N. Maurellis, W.J. van der Zande, J. Chem. Phys. 114, 6679–6689 (2001)

  240. V. Pierrard, Planet. Space Sci. 51, 319 (2003)

  241. C.B. Pilcher, J.H. Fertel, W.H. Smyth, M.R. Combi, Astrophys. J. 287, 427–444 (1984)

  242. C.C. Porco et al., Science 311, 1393–1401 (2006)

  243. M.K. Pospieszalska, R.E. Johnson, Icarus 93, 45 (1991)

  244. M.K. Pospieszalska, R.E. Johnson, J. Geophys. Res. 101, 7565–7573 (1996)

  245. T.M. Prokop, E.C. Zipf, EOS Trans. AGU 63, 392 (1982)

  246. J.D. Richardson, J. Geophys. Res. 103, 20,245 (1998)

  247. R.P. Rohrbaugh, J.S. Nisbet, J. Geophys. Res. 78, 6768–6772 (1973)

  248. S. Rosen et al., Phys. Rev. A 57, 4462–4471 (1998)

  249. H. Rosenbauer, N. Shutte, I. Apathy, A. Galeev, K. Gringauz, H. Gruenwaldt, P. Hemmerich, K. Jockers, P. Kiraly, G. Kotova, S. Livi, E. Marsh, A. Richter, W. Riedler, A. Remizov, R. Schwenn, K. Schwingenschuh, M. Steller, K. Szego, M. Verigin, M. Witte, Nature 341, 612 (1989)

  250. C.T. Russell, J.G. Luhmann, R.J. Strangeway, Planet. Space Sci. 54, 1482–1495 (2006)

  251. J. Saur, D.F. Strobel, F.M. Neubauer, J. Geophys. Res. 103, 19947–19962 (1998)

  252. D.G. Schleicher, R.L. Millis, P.V. Birch, Icarus 132, 397–417 (1998)

  253. N.M. Schneider, J.K. Wilson, J.T. Trauger, D.I. Brown, R.W. Evans, D.E. Shemansky, Science 253, 1394–1397 (1991)

  254. N.M. Schneider, J.T. Trauger, Astrophys. J. 450, 450 (1995)

  255. R.W. Schunk, A.F. Nagy, Ionospheres: Physics, Plasma Physics, and Chemistry (Cambridge Univ. Press, New York, 2000)

  256. K. Seki, R.C. Elphic, M. Hirahara, T. Terasawa, T. Mukai, Science 291(5510), 1939–1941 (2001)

  257. K. Siersen, A. Al-Khalili, M.J. Jensen, I.B. Nielsen, H.B. Petersen, C.P. Safvan, L.H. Andersen, Phys. Rev. A 68, 022708 (2003)

  258. D.E. Shemansky, P. Matheson, D.T. Hall, H.-T. Hu, T.M. Tripp, Nature 363, 329 (1992)

  259. V.I. Shematovich, R.E. Johnson, Hot oxygen coronae at terrestrial planets. Talk at 1st European Congress of Planetary Sciences, Berlin, 2006

  260. V.I. Shematovich, D.V. Bisikalo, J.-C. Gérard, J. Geophys. Res. 99, 23,217 (1994)

  261. V.I. Shematovich, J.-C. Gerard, D.V. Bisikalo, B. Hubert, J. Geophys. Res. 104, 4287–4295 (1999)

  262. V.I. Shematovich, R.E. Johnson, M. Michael, J.G. Luhmann, J. Geophys. Res. 108(E8), 5087 (2003). doi:10.1029/2003JE002094

  263. V.I. Shematovich, D.V. Bisikalo, J.-C. Gerard, Geophys. Res. Lett. 32, L02105 (2005a)

  264. V.I. Shematovich, R.E. Johnson, J.F. Cooper, M.C. Wong, Icarus 173, 480–498 (2005b)

  265. H. Shinagawa, J. Geophys. Res. 101, 26911–26920 (1996)

  266. H. Shinagawa, T.E. Cravens, J. Geophys. Res. 94, 6506 (1989)

  267. B.D. Shizgal, M.J. Lindenfeld, J. Geophys. Res. 87, 853 (1982)

  268. B. Shizgal, R. Blackmore, Planet. Space Sci. 34, 279–291 (1986)

  269. B.D. Shizgal, G.G. Arkos, Rev. Geophys. 34, 483 (1996)

  270. B.D. Shizgal, J. Geophys. Res. 104, 14,833 (1999)

  271. T.E. Skinner, S.T. Durrance, Astrophys. J. 310, 966–971 (1986)

  272. Y.V. Skorov, G.N. Markelov, H.U. Keller, Sol. Syst. Res. 38, 455–475 (2004)

  273. Y.V. Skorov, G.N. Markelov, H.U. Keller, Sol. Syst. Res. 40, 219–229 (2006)

  274. H.T. Smith, R.E. Johnson, E.C. Sittler, M. Shappirio, O.J. Tucker, M. Burger, F.J. Crary, D.J. McComas, D.T. Young, Icarus 188, 356–366 (2007)

  275. W.H. Smyth, M.R. Combi, Icarus 126, 58–77 (1997)

  276. W.H. Smyth, M.L. Marconi, J. Geophys. Res. 105, 7783–7792 (2000)

  277. W.H. Smyth, M.L. Marconi, Icarus 181, 510–526 (2006)

  278. W.H. Smyth, M. Wong, Icarus 171, 171–182 (2004)

  279. W.H. Smyth, M.L. Marconi, F. Scherb, F.L. Roesler, Astrophys. J. 413, 756–763 (1993)

  280. J. Spencer et al., Science 311, 1401–1405 (2006)

  281. J.P. Sprengers, W. Ubachs, K.G.H. Baldwin, J. Chem. Phys. 122, 144301 (2005)

  282. S.W. Squyres, R.T. Reynolds, P.M. Cassen, Icarus 53, 319 (1983)

  283. G. Stark, K. Yoshino, P.L. Smith, K. Ito, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 103, 67–73 (2007)

  284. D.F. Strobel, X. Zhu, M.E. Summers, M.H. Stevens, Icarus 120, 266–289 (1995)

  285. D.F. Strobel, in Comparative Aeronomy in the Solar System, ed. by M. Mendillo, A. Nagy, H. Waite, Geophys. Monogr. Ser. (Am. Geophys. U., 2002), pp. 7–22

  286. D.F. Strobel, Icarus 193, 588–594 (2008a)

  287. D.F. Strobel, Icarus 193, 612–619 (2008b)

  288. W.-L. Tseng, D. Bockelee-Morvan, J. Crovisier, P. Colom, W.-H. Ip, Astron. Astrophys. 467, 729–735 (2007)

  289. V. Tenishev et al., (2008, in press)

  290. N. Terada, H. Shinagawa, S. Machida, Adv. Space Res. 33, 161–166 (2004)

  291. N. Thomas, Surv. Geophys. 13, 91–164 (1992)

  292. N. Thomas, Astron. Astrophys. 313, 306–314 (1996)

  293. N. Thomas, F. Bagenal, T.W. Hill, J.K. Wilson, in Jupiter. The Planet, Satellites and Magnetosphere, ed. by F. Bagenal (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2004), pp. 561–591

  294. C. Tian, C.R. Vidal, J. Chem. Phys. 108, 927–936 (1998)

  295. F. Tian, O.B. Toon, Geophys. Res. Lett. 32, L18201 (2005). doi:10.1029/2005GL023510

  296. R.L. Tokar et al., Geophys. Res. Lett. 32, L14S04 (2005). doi:10.1029/2005GL022690

  297. L. Trafton, Astrophys. J. 247, 1125–1140 (1981)

  298. C. Tully, R.E. Johnson, Planet. Space Sci. 49, 533–537 (2001)

  299. A. Vidal-Madjar, J.-L. Bertaux, Planet. Space Sci. 20, 1147 (1972)

  300. A.A. Viggiano, A. Ehlerding, F. Hellberg, R.D. Thomas, V. Zhaunerchyk, W.D. Geppart, H. Montaigne, M. Larsson, M. Kaminska, F. Osterdahl, J. Chem. Phys. 122(22), 226101 (2005)

  301. D. Vignes et al., Geophys. Res. Lett. 27, 49 (2000)

  302. J.H. Waite et al., Science 308, 982–986 (2005a)

  303. J.H. Waite et al., Science 307, 1260–1262 (2005b)

  304. J.H. Waite et al., Science 311, 1419–1422 (2006)

  305. J. Warnecke, M.G. Kivelson, K.K. Khurana, D.E. Huddleston, C.T. Russell, Geophys. Res. Lett. 24, 2139 (1997)

  306. C.C. Watson, P.K. Haff, T.A. Tombrello, in Proc. Lunar Planet Sci. Conf. 11th (1980), pp. 2479–2485

  307. A.J. Watson, T.M. Donahue, J.C.G. Walker, Icarus 48, 150–166 (1981)

  308. R.P. Wayne, Chemistry of Atmospheres (Clarendon, Oxford, 1991)

  309. H.A. Weaver, P.D. Feldman, M.F. A’Hearn, C. Arpigny, J.C. Brandt, S.A. Stern, Icarus 141, 1–12 (1999)

  310. M.S. Westley, R.A. Baragiola, R.E. Johnson, G.A. Barratta, Planet. Space Sci. 43, 1311–1315 (1995)

  311. F.L. Whipple, W.F. Huebner, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 14, 143–172 (1976)

  312. J.K. Wilson, N.M. Schneider, J. Geophys. Res. 104, 16567–16584 (1999)

  313. M.C. Wong, R.E. Johnson, J. Geophys. Res. 101, 23243–23254 (1996)

  314. R.V. Yelle, J. Cui, I.C.F. Muller-Wodarg, J. Geophys. Res. (2008, in press)

  315. D.T. Young et al., Science 307, 1262–1266 (2005)

  316. M.H.G. Zhang, J. Luhmann, S.W. Bougher, A. Nagy, J. Geophys. Res. 98, 10,915 (1993)

  317. T.L. Zhang et al., Nature 450, 654–656 (2007)

  318. J.F. Ziegler, J.P. Biersak, V. Littmark, The Stopping and Range of Ions in Solids (Pergamon, New York, 1985)

Download references

Author information

Correspondence to R. E. Johnson.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Johnson, R.E., Combi, M.R., Fox, J.L. et al. Exospheres and Atmospheric Escape. Space Sci Rev 139, 355–397 (2008). https://doi.org/10.1007/s11214-008-9415-3

Download citation

Keywords

  • Atmospheric escape
  • Planetary corona
  • Exobase
  • Exosphere