Visualización exitosa de la trayectoria de propagación de ondas electromagnéticas desde el espacio a la Tierra – ScienceDaily

Se sabe que diferentes tipos de ondas electromagnéticas ocurren naturalmente en el espacio geográfico y causan variaciones en el ambiente del plasma que rodea la Tierra a través de un proceso físico conocido como interacción onda-partícula. En particular, cuando ocurren tormentas espaciales debido a perturbaciones del sol y el viento solar, las ondas electromagnéticas se vuelven más activas y los cambios en el entorno geoespacial a veces pueden dañar las naves espaciales, exponer a los astronautas a la radiación y hacer que la red eléctrica de la Tierra falle. Para comprender la variación en el entorno del plasma causada por las ondas electromagnéticas en el espacio, la medición in situ se llevó a cabo en el espacio utilizando naves espaciales, como el satélite espacial geológico japonés «Arase».

Dado que las ondas electromagnéticas se propagan en el espacio lejos de su origen, para comprender adecuadamente los efectos de las ondas electromagnéticas, es necesario comprender dónde se generan las ondas electromagnéticas en el espacio y cómo se propagan. Sin embargo, ha sido difícil desentrañar el origen de las ondas EM y los misterios de cómo las ondas electromagnéticas se propagan espacialmente utilizando solo la observación de un solo punto. Las “ondas ciclotrónicas iónicas electromagnéticas (ondas EMIC)”, el tema central de este estudio, son una clase importante de ondas electromagnéticas geoespaciales que controlan los cambios en el entorno del plasma geoespacial. La región de origen de las ondas de modo iónico tiene una extensión espacial limitada, y se considera que las ondas EMIC generadas se propagan de norte a sur a lo largo de las líneas del campo geomagnético. El tamaño espacial específico de la región de fuente de ondas EMIC y el aspecto tridimensional de cómo se forma la trayectoria de propagación espacio-Tierra no están aclarados.

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El grupo de investigación colaborativa internacional, que vincula las observaciones desde el espacio utilizando las sondas japonesas «Arase» y las estadounidenses «Van Allen Probes», con las del «Proyecto PWING» de Japón y el «Magnetómetro CARISMA» de Canadá, ha logrado realizar observaciones simultáneas de ondas EMIC desde diferentes lugares. . Al comparar los datos de observación obtenidos de cada sitio, se demostró que solo las ondas en una «ruta de propagación» en forma de paja pueden viajar desde el espacio a la Tierra. Las sondas de Van Allen cerca del ecuador geomagnético, el magnetómetro PWING y CARISMA en la Tierra observaron las mismas ondas EMIC, lo que indica una ruta de propagación para las ondas EMIC entre el espacio y la Tierra. Arase observó ondas EMIC en latitudes medias y contribuyó a la determinación de la magnitud espacial de la trayectoria de propagación. Arase ha logrado mediciones de ondas electromagnéticas de alta calidad utilizando los instrumentos Plasma Wave Experiment (PWE) y Magnetic Field Experiment (MGF) a bordo de la nave espacial, y el valor de la monitorización de Arase ha aumentado enormemente gracias a la cooperación internacional.

Las mediciones precisas de las partículas de plasma obtenidas de «Arase» y «Van Allen Probes» también mostraron que las ondas EMIC activan los iones térmicos a medida que se propagan a lo largo de la «ruta de difusión»; Por tanto, provocan cambios en el entorno plasmático circundante. También se sabe que las ondas EMIC producen auroras de protones, y los resultados de este estudio se pueden interpretar en el sentido de que muestran el camino que sigue la energía que es la fuente de las auroras de protones cuando se propaga desde el espacio a la Tierra.

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Este estudio explicó el «camino de propagación» de guiar las ondas EMIC desde el espacio a la Tierra. Al comprender dónde ocurren las ondas EMIC en el espacio y cómo se propagan, es posible dilucidar el mecanismo por el cual el ambiente espacio-plasma ocurre simultáneamente en el vasto espacio geográfico. Los resultados de este estudio contribuirán a mejorar la precisión de la predicción del tiempo espacial. Además, los miembros del Grupo de Investigación Colaborativa Internacional son responsables del desarrollo de instrumentos de ondas a bordo del BepiColombo / Mio de la nave espacial Mercury y la nave espacial JUICE (programada para su lanzamiento en 2022) para el sistema joviano. Basándonos en estos resultados, nuestro objetivo es dilucidar el mecanismo de generación y propagación de ondas electromagnéticas en planetas distintos de la Tierra, así como avanzar hacia una comprensión integral del entorno espacial y contribuir a la predicción del clima espacial.

Fuente de la historia:

Materiales Introducción de Universidad de Kanazawa. Nota: el contenido se puede modificar según el estilo y la longitud.

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