Extreme space weather events can episodically release solar energetic particles (SEPs) that precipitate into planetary atmospheres, leading to aurora and increased ionization. While the induced magnetosphere of Mars does not substantially obstruct SEP protons, the effect on SEP electrons is not known. We use a test particle model modified for relativistic electrons to model transport of 10–200 keV electrons from outside the bow shock and deep in the magnetotail of Mars. We find a substantial influence of curvature and gradient drifts on precipitation, leading to depletions in the bow shock and transport onto closed field lines. The model estimates ∼3% of incident flux precipitates into the Mars atmosphere for a typical SEP event under nominal solar wind conditions, exceeding the estimate from the guiding center path approximation without drift terms. Precipitation is globally patchy. The model estimates 55% of electrons precipitating into cusps along open field lines and 45% precipitating on closed field lines, suggesting drift and nonadiabatic transport mechanisms have a significant influence on precipitation. We also predict that the fraction of precipitating differential flux increases as a function of energy. We discuss how these predictions would be affected by disturbed conditions that tend to accompany the arrival of SEPs and by differing SEP electron spectra hardness and anisotropy. We finally discuss how the simulation predictions compare to observations of diffuse aurora.

中文翻译：

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SEP 电子传输和火星降水的测试粒子模型预测

极端太空天气事件会不时地释放太阳高能粒子 (SEP)，这些粒子会沉淀到行星大气中，导致极光和电离增加。虽然火星的感应磁层基本上不会阻碍 SEP 质子，但对 SEP 电子的影响尚不清楚。我们使用针对相对论电子修改的测试粒子模型来模拟来自弓形激波外部和火星磁尾深处的 10-200 keV 电子的传输。我们发现曲率和梯度漂移对降水有很大的影响，导致弓形激波的消耗和到闭合场线的传输。对于在名义太阳风条件下的典型 SEP 事件，该模型估计约 3% 的入射通量沉淀到火星大气中，超过了没有漂移项的引导中心路径近似的估计。降水是全球性的。该模型估计 55% 的电子沿着开放的场线沉淀到尖端，45% 的电子在闭合场线上沉淀，这表明漂移和非绝热传输机制对降水有显着影响。我们还预测，降水微分通量的比例随着能量的增加而增加。我们讨论了这些预测将如何受到伴随 SEP 到来的干扰条件以及不同的 SEP 电子光谱硬度和各向异性的影响。我们最后讨论了模拟预测与弥散极光观测结果的比较。该模型估计 55% 的电子沿着开放的场线沉淀到尖端，45% 的电子在闭合场线上沉淀，这表明漂移和非绝热传输机制对降水有显着影响。我们还预测，降水微分通量的比例随着能量的增加而增加。我们讨论了这些预测将如何受到伴随 SEP 到来的干扰条件以及不同的 SEP 电子光谱硬度和各向异性的影响。我们最后讨论了模拟预测与弥散极光观测结果的比较。该模型估计 55% 的电子沿着开放的场线沉淀到尖端，45% 的电子在闭合场线上沉淀，这表明漂移和非绝热传输机制对降水有显着影响。我们还预测，降水微分通量的比例随着能量的增加而增加。我们讨论了这些预测将如何受到伴随 SEP 到来的干扰条件以及不同的 SEP 电子光谱硬度和各向异性的影响。我们最后讨论了模拟预测与弥散极光观测结果的比较。我们讨论了这些预测将如何受到伴随 SEP 到来的干扰条件以及不同的 SEP 电子光谱硬度和各向异性的影响。我们最后讨论了模拟预测与弥散极光观测结果的比较。我们讨论了这些预测将如何受到伴随 SEP 到来的干扰条件以及不同的 SEP 电子光谱硬度和各向异性的影响。我们最后讨论了模拟预测与弥散极光观测结果的比较。