La magnetosfera de la Tierra contiene plasma, un gas ionizado compuesto de iones positivos y electrones negativos. El movimiento de estas partículas de plasma cargadas está controlado por campos electromagnéticos. Se cree que los procesos de transferencia de energía que ocurren en este plasma espacial sin colisión se basan en ondas-interacciones de partículas como la aceleración de partículas por ondas de plasma y la generación espontánea de ondas, que permiten la transferencia de energía y momento.
Sin embargo, si bien la coexistencia de ondas con partículas aceleradas en la magnetosfera se ha estudiado durante muchos años, la naturaleza gradual de las interacciones entre ellas ha dificultado la observación de estos procesos. La detección de la transferencia de energía local entre las partículas y los campos espor lo tanto, se requiere para permitir una evaluación cuantitativa de sus interacciones.
Investigadores del Instituto de Investigación Ambiental de la Tierra y el Espacio ISEE de la Universidad de Nagoya son parte de un equipo de investigación que ha realizado mediciones ultrarrápidas utilizando cuatro naves espaciales Magnetosphere Multiscale MMS para evaluar la transferencia de energía que ocurrió durante las interacciones asociadas con las ondas de ciclotrón de iones electromagnéticos"Observamos que las distribuciones de iones no eran simétricas alrededor de la dirección del campo magnético, sino que en realidad estaban en fase con los campos de ondas de plasma", afirma Masafumi Shoji de la Universidad de Nagoya.
Las mediciones de alta resolución proporcionadas por la nave espacial MMS se combinaron con mediciones de iones resueltas por la composición para demostrar la ocurrencia simultánea de dos transferencias de energía. La primera transferencia de energía fue de iones de hidrógeno anisotrópicos calientes a una onda de ciclotrón de iones a través de un ciclotrónproceso de resonancia, mientras que la segunda transferencia fue de la onda ciclotrónica a iones de helio, que tuvo lugar a través de una interacción no resonante y vio que los iones He + fríos se aceleraban a energías de hasta 2 keV.
"Esto representa evidencia cuantitativa directa de la ocurrencia de transferencia de energía sin colisión entre dos poblaciones de partículas distintas a través de interacciones onda-partícula", dice Yoshizumi Miyoshi del ISEE de la Universidad de Nagoya. "Las mediciones de este tipo incluso proporcionarán la capacidad de identificar los tipos deinteracciones onda-partícula que están ocurriendo ". Los hallazgos del equipo fueron publicados recientemente en ciencia .
Se espera que esta investigación represente un paso importante hacia una comprensión cuantitativa de las interacciones onda-partícula y la transferencia de energía entre las poblaciones de partículas en el plasma espacial. Esto tendría implicaciones para nuestra comprensión de una amplia variedad de fenómenos del plasma espacial, incluido elCinturón de radiación de Van Allen, tormentas geomagnéticas, precipitación de partículas aurorales y pérdida atmosférica de planetas, como la pérdida de iones de oxígeno de la atmósfera de la Tierra.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :