Los físicos teóricos usaron simulaciones para explicar las lecturas inusuales recopiladas en 2009 por la misión Mercurio de Superficie, Medio Ambiente, Geoquímica y Rango MENSAJERO. El origen de los electrones energéticos detectados en la cola magnética de Mercurio ha desconcertado a los científicos. Este nuevo estudio, que apareceen Física de plasma , de AIP Publishing, proporciona una posible solución a cómo se forman estos electrones energéticos.
El flujo de material magnético dentro de un planeta crea un campo magnético global. En Mercurio y en la Tierra, las corrientes de metal líquido en los núcleos planetarios inducen los campos magnéticos de los planetas. Estos campos varían en forma, tamaño, ángulo y fuerza de un planeta a otro., pero son importantes para proteger los planetas de las partículas solares.
El viento solar hace explotar planetas con radiación y provoca subtormentas magnéticas, que a veces vemos en la Tierra como la aurora boreal. Se forman colas magnéticas o colas magnéticas cuando la presión de radiación intensa de los vientos solares "empuja" los campos magnéticos del planeta. Estas colas se forman en ellado nocturno del planeta, de espaldas al Sol. En Mercurio, las subtormentas magnéticas en la cola son más grandes y más rápidas que las observadas en la Tierra.
El campo magnético de Mercurio es 100 veces más débil que el de la Tierra, por lo que sorprendió a los físicos que MENSAJERO detectó signos de electrones energéticos en la cola magnética del planeta: la cola magnética de Hermean. "Queríamos descubrir por qué el satélite encontró partículas energéticas", dijo XiaoweiZhou, autor del estudio.
Un posible candidato responsable de la presencia de estas partículas energéticas es la reconexión magnética. La reconexión magnética ocurre cuando la disposición de las líneas del campo magnético cambia, liberando energía cinética y térmica. Sin embargo, en el entorno astrofísico turbulento, la reconexión magnética es poco conocida. EnEn este estudio, los físicos chinos y alemanes investigaron la reconexión magnética en el contexto de la turbulencia en la cola magnética de Hermean.
Las simulaciones magnetohidrodinámicas y los cálculos de partículas de prueba mostraron que los plasmoides, distintas estructuras magnéticas que abarcan el plasma, se generan durante la reconexión magnética. Estos plasmoides aceleran los electrones energéticos. Los resultados de la simulación están respaldados por mediciones de MENSAJEROS de especies de plasmoides y reconexión de plasmoides en el Hermeanmagnetotail.
Los investigadores también utilizaron un modelo de turbulencia media para describir la turbulencia de los procesos físicos a escala de cuadrícula. Los procesos de aceleración se escalaron a parámetros que imitan las condiciones características informadas por el magnetotail de Hermean. Las simulaciones mostraron que en estas condiciones, la reconexión de plasmoides turbulentos podríaser responsable de la aceleración de electrones. "También demostramos que la turbulencia mejora la reconexión al aumentar la tasa de reconexión", dijo Zhou.
El modelo del equipo predice los límites superiores para la reconexión de plasmoides turbulentos y la aceleración de electrones correspondiente. La misión Bepi-Colombo, que se lanzará en octubre de 2018, pondrá a prueba estas predicciones. Los satélites Bepi-Colombo, construidos para soportar el ambiente hostil y calurosocerca del sol, se insertará en la órbita de Mercurio en 2025 durante un año terrestre para transmitir observaciones desde el planeta.
"Los satélites anteriores no pudieron probar las altas energías de los electrones y un objetivo de esta misión es medir las partículas energéticas de la cola magnética de Hermean con la nueva tecnología de detección", dijo Zhou. Con esta nueva tecnología, los investigadores esperan obtener másVista detallada de la subescala de los efectos de la turbulencia.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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