Alrededor de la Tierra, dentro de su magnetosfera, hay dos cinturones de radiación concéntricos, en forma de rosquilla, conocidos como los cinturones Van Allen. Los cinturones Van Allen se hinchan y retroceden en respuesta a la energía entrante del sol, a veces ondulando lo suficiente como para exponer satélites en órbitay otras naves espaciales a la radiación dañina que puede interrumpir las comunicaciones electrónicas y las señales de navegación, así como las redes eléctricas. Estos electrones del cinturón de radiación viajan cerca de la velocidad de la luz y emiten y absorben las ondas que utilizan los científicos para comprender el clima espacial.
Un equipo internacional de científicos descubrió recientemente el papel que los electrones calientes pueden desempeñar en las ondas y fluctuaciones detectadas por los satélites. El equipo de investigación informa sus hallazgos esta semana Física de plasma , de AIP Publishing. Sus resultados se basan en datos recopilados por Van Allen Probes, nave espacial robótica gemela lanzada por la NASA en 2012 para ayudar a los científicos a comprender mejor estas regiones del cinturón.
La investigación anterior se ha centrado en las ondas electromagnéticas de baja frecuencia emitidas por los electrones fríos como la principal causa de aceleración y pérdida de electrones relativistas. Estas interacciones onda-partícula afectan directamente el ancho de las bandas. Las ondas de baja frecuencia incluyen plasma en modo silbatoondas, llamadas así por el silbido o el sonido estático que hacen que es audible a través de un altavoz.
Esta teoría general describe los electrones del viento solar que interactúan con estas ondas de plasma de baja frecuencia. Esto hace que los electrones ganen una enorme cantidad de energía de la amplificación de las ondas en modo silbido a través de la plasmasfera circundante.
Sin embargo, según el equipo de investigación, las ondas de baja frecuencia se asocian típicamente con condiciones magnetosféricas activas, que no siempre ocurren. En contraste, las fluctuaciones cuasi-electrostáticas ES de alta frecuencia en la frecuencia híbrida superior son unacaracterística constante y dominante en el entorno del cinturón de radiación de la Tierra, como se descubrió recientemente a través de nuevos datos de las sondas de Van Allen.
"Las ondas ocasionales de baja frecuencia con amplitudes extremadamente grandes pueden acelerar repentinamente los electrones", dijo Junga Hwang, investigadora principal del Instituto de Astronomía y Ciencia Espacial de Corea en Corea del Sur y coautora del artículo ". Pero creemos queson las fluctuaciones ES de alta frecuencia las que son constantemente emitidas y reabsorbidas por los electrones calientes, lo que permite que estos electrones del cinturón de radiación permanezcan dentro de la banda exterior de Van Allen durante mucho tiempo ".
En su estudio, los investigadores observaron los electrones en tres rangos de energía: electrones fríos, electrones calientes y electrones relativistas. Los electrones fríos contribuyen principalmente a la densidad de electrones de fondo. Los electrones calientes se conocen como la fuente principal para la formación de ondas. Los electrones relativistasmientras tanto, son el resultado de procesos de aceleración de partículas, pero no influyen en las características promedio del plasma. Los investigadores eligieron intervalos de "tiempo de silencio" para estudiar las ondas de alta frecuencia cuando las ondas de plasma de baja frecuencia estaban ausentes.
"Dado que los electrones calientes constituyen solo una pequeña fracción de la densidad total del número de electrones, el pensamiento general ha sido que las fluctuaciones del híbrido superior son útiles solo como una herramienta para medir indirectamente la densidad del número de electrones frío", dijo Hwang. ", los datos de las sondas de Van Allen mostraron que las fluctuaciones de ES electrostáticas híbridas superiores existen de manera generalizada y ubicua en los cinturones de radiación. Desde allí, demostramos que la presencia de electrones calientes y fluctuaciones híbridas superiores son fenómenos relacionados entre sí ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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