Al igual que en la Tierra, en el espacio. Una misión de cuatro satélites que estudia la reconexión magnética, la reconexión explosiva y de ruptura de las líneas del campo magnético en el plasma que ocurre en todo el universo, ha encontrado aspectos clave del proceso enel espacio será sorprendentemente similar a los encontrados en experimentos en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE. Las similitudes muestran cómo los estudios se complementan entre sí: el laboratorio captura características globales importantes de reconexión y la nave espacial documenta localmentepropiedades clave a medida que ocurren.
Las observaciones realizadas por la misión del satélite multiescala magnetosférico MMS, que la NASA lanzó en 2015 para estudiar la reconexión en el campo magnético que rodea la Tierra, se corresponden bastante bien con los hallazgos de laboratorio pasados y presentes del Experimento de reconexión magnética MRX enPPPL: investigaciones anteriores de MRX descubrieron el proceso mediante el cual se produce una reconexión rápida e identificaron la cantidad de energía magnética que se convierte en energía de partículas durante el proceso, lo que da lugar a la aurora boreal, las erupciones solares y las tormentas geomagnéticas que pueden interrumpir el servicio de telefonía celular, negroapagar las redes eléctricas y dañar los satélites en órbita.
Directrices para mediciones MMS
Los hallazgos anteriores de MRX sirvieron como pautas para las mediciones tomadas por la misión MMS, que busca comprender la región en la que la reconexión de las líneas de campo en plasma, el estado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos o iones,se lleva a cabo. Los últimos experimentos PPPL extienden los hallazgos a nuevas áreas de acuerdo. "A pesar de las grandes diferencias en el tamaño de las capas de reconexión en el MRX y en el espacio, se observan características notablemente similares en ambos", dijo Masaaki Yamada, investigador principal enMRX y autor principal del artículo reciente que informa los resultados en la edición del 6 de diciembre de Comunicaciones de la naturaleza .
La investigación de laboratorio anterior examinó la reconexión "simétrica", en la cual la densidad de los plasmas en cada lado de las regiones de reconexión es más o menos la misma. El nuevo artículo analiza la reconexión en la magnetopausa, la región externa de la magnetosfera.y en el MRX que es "asimétrico", lo que significa que el plasma en un lado de la región es al menos 10 veces más denso que en el otro. La misión MMS ha centrado su investigación inicial en el aspecto asimétrico de la reconexión, ya que el plasma enel viento solar, las partículas cargadas que fluyen del sol, es mucho más denso que el plasma en la magnetosfera.
En el nuevo artículo, los investigadores examinan lo que se llama la física de reconexión de "dos fluidos" que describe cada comportamiento de iones y electrones de manera diferente durante el proceso. Dicha física domina la reconexión magnética en los sistemas de plasma MRX y magnetosférico, lo que permite unnivel sin precedentes de contrainterrogatorio entre mediciones de laboratorio y observaciones espaciales.
Hallazgos clave
A continuación se encuentran los hallazgos clave de la investigación asimétrica de dos fluidos sobre MRX que se muestra muy de acuerdo con las mediciones del comportamiento de electrones e iones por parte de los satélites espaciales y la conversión de energía magnética en energía de partículas. Las simulaciones por computadora ayudaron a estos hallazgos:
Los experimentos MRX estudiaron más a fondo diferentes aspectos de la conversión en los casos simétricos y asimétricos. En la reconexión simétrica, se descubrió previamente que el 50 por ciento de la energía magnética se convertía en iones y electrones, con un tercio de la conversión afectando a los electrones y dos-tercios que aceleran los iones. La tasa de conversión total sigue siendo aproximadamente la misma en el caso asimétrico, al igual que la relación de conversión de energía para iones y electrones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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