Un estudio dirigido por Dartmouth arroja luz sobre el impacto de las ondas de plasma en los electrones de alta energía que penetran en el campo magnético de la Tierra desde el espacio.
Los hallazgos son importantes porque los electrones relativistas pueden conducir al agotamiento del ozono y amenazar los satélites orbitales, las naves espaciales y los astronautas, y comprender la evolución de los cinturones de radiación de la Tierra podría ayudar a disminuir los efectos de estas partículas.
Los hallazgos aparecen en Cartas de investigación geofísica .
El autor principal Richard Denton, profesor de investigación en el Departamento de Física y Astronomía de Dartmouth, utiliza la investigación computacional para estudiar la magnetosfera, la región protegida por el campo magnético de la Tierra del viento solar; también estudia varios fenómenos de ondas, incluidas las ondas de plasma, queson como ondas de sonido en el aire, excepto que ocurren en gas ionizado, por lo que los campos eléctricos y magnéticos se ven afectados. Se enfoca en las ondas de Alfven, que son similares a las oscilaciones de una cuerda de guitarra con el campo magnético que suministra la tensión análoga a la cuerda.
En su nuevo artículo, los investigadores estudiaron la resonancia de electrones relativistas con ondas de ciclotrón de iones electromagnéticos en los cinturones de radiación de la Tierra; en otras palabras, cómo estas ondas afectan el movimiento de los electrones. También conocidos como los cinturones de radiación de Van Allen, estosLas capas concéntricas gigantes de partículas cargadas se mantienen en su lugar por el campo magnético de la Tierra. Un aumento en la densidad de partículas y la carga provocada por la actividad solar puede elevar el nivel de amenaza para los satélites.
Se ha pensado que los electrones relativistas resuenan más fácilmente con las ondas de ciclotrón de iones electromagnéticos si la densidad total es grande. Pero los investigadores encontraron que la energía resonante mínima más baja para estos electrones que interactúan con estas ondas resulta principalmente no de la alta densidad aparente, sino debaja temperatura de los protones que provocan la inestabilidad. La alta densidad puede conducir a una energía resonante mínima más baja al hacer que el modo ciclotrón de iones de helio sea dominante.
"Se ha pensado que las ondas de ciclotrón de iones electromagnéticos son un mecanismo de pérdida importante para los electrones relativistas en los cinturones de radiación de Van Allen", dice Denton. "Anteriormente, se pensaba que la alta densidad reducía la energía mínima de las partículas del cinturón de radiación para resonancia.muestran que la alta densidad no es el factor más importante, aunque indirectamente puede tener un efecto sobre la energía resonante mínima al hacer que crezca un tipo particular de onda de ciclotrón iónico ".
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Materiales proporcionados por Dartmouth College . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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