No se pueden ver, pero enjambres de electrones zumban a través del entorno magnético, la magnetosfera, alrededor de la Tierra. Los electrones giran en espiral y se sumergen alrededor del planeta en una danza compleja dictada por los campos magnéticos y eléctricos.Penetran en la magnetosfera lo suficientemente cerca de la Tierra, los electrones de alta energía pueden dañar los satélites en órbita y desencadenar auroras. Los científicos con la misión Magnetosphere Multiscale, o MMS, de la NASA estudian la dinámica de los electrones para comprender mejor su comportamiento. Un nuevo estudio, publicado enJournal of Geophysical Research reveló un extraño tipo de movimiento nuevo exhibido por estos electrones.
Los electrones en un campo magnético fuerte generalmente exhiben un comportamiento simple: giran espirales apretadas a lo largo del campo magnético. En una región de campo más débil, donde se invierte la dirección del campo magnético, los electrones se liberan estilo - rebotando y moviéndose hacia atrás yadelante en un tipo de movimiento llamado movimiento de Speiser. Los nuevos resultados de MMS muestran por primera vez lo que sucede en un campo de fuerza intermedio. Luego, estos electrones bailan un movimiento híbrido, serpenteante, en espiral y rebotando antes de ser expulsados de la región.quita parte de la energía del campo y juega un papel clave en la reconexión magnética, un proceso dinámico, que puede liberar explosivamente grandes cantidades de energía magnética almacenada.
"MMS nos muestra la fascinante realidad de la reconexión magnética que se está produciendo", dijo Li-Jen Chen, autor principal del estudio y científico de MMS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Cuando MMS voló alrededor de la Tierra, pasó a través de un área de un campo magnético de fuerza moderada donde las corrientes eléctricas corren en la misma dirección que el campo magnético. Estas áreas se conocen como campos de guía intermedios. Mientras que dentro de la región, los instrumentos registraron unCuriosa interacción de los electrones con la lámina actual, la capa delgada a través de la cual viaja la corriente. Cuando las partículas entrantes encontraron la región, comenzaron a girar en espirales a lo largo del campo guía, como lo hacen en un campo magnético fuerte, pero en espirales más grandes.Las observaciones de MMS también vieron las firmas de las partículas obteniendo energía del campo eléctrico. En poco tiempo, las partículas aceleradas escaparon de la hoja actual, formando chorros de alta velocidad. En el proceso, le quitaron parte de la energía del campo, haciéndola gradualmentedebilitar.
El entorno del campo magnético donde se observaron los movimientos de los electrones fue creado de manera única por reconexión magnética, lo que provocó que la hoja actual quedara estrechamente confinada por campos magnéticos agrupados. Los nuevos resultados ayudan a los científicos a comprender mejor el papel de los electrones en la reconexióny cómo los campos magnéticos pierden energía.
MMS mide los campos eléctricos y magnéticos por los que vuela, y cuenta electrones e iones para medir sus energías y direcciones de movimiento. Con cuatro naves espaciales volando en una formación compacta y piramidal, MMS puede ver los campos y partículas en tres dimensionesy observe la dinámica de partículas a pequeña escala, de una manera nunca antes lograda.
"La resolución de tiempo de MMS es cien veces más rápida que las misiones anteriores", dijo Tom Moore, científico principal del proyecto para MMS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. "Eso significa que finalmente podemos ver lo que está sucediendo en capas tan estrechas y lo haremos".ser capaz de predecir mejor qué tan rápido se produce la reconexión en varias circunstancias "
Comprender la velocidad de reconexión es esencial para predecir la intensidad de la liberación de energía explosiva. La reconexión es un importante proceso de liberación de energía en todo el universo y se cree que es responsable de algunas ondas de choque y rayos cósmicos. Las erupciones solares en el sol, quepuede desencadenar el clima espacial, también son causados por la reconexión magnética.
Con dos años en su haber, MMS ha estado revelando fenómenos nuevos y sorprendentes cerca de la Tierra. Estos descubrimientos nos permiten comprender mejor el entorno espacial dinámico de la Tierra y cómo afecta a nuestros satélites y tecnología.
MMS ahora se dirige a una nueva órbita que lo llevará a través de áreas de reconexión magnética en el lado de la Tierra más alejado del Sol. En esta región, el campo guía es típicamente más débil, por lo que MMS puede ver más de estos tipos de dinámica de electrones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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