Vastos anéis de partículas eletricamente carregadas circundam a Terra e outros planetas. Agora, uma equipe de cientistas concluiu pesquisas sobre ondas que viajam através deste ambiente magnético, eletricamente carregado, conhecido como a magnetosfera, aprofundando a compreensão da região e sua interação com o nosso próprio planeta e abrindo novas formas de estudar outros planetas em todo o planeta. galáxia.
Os cientistas, liderados por Eun-Hwa Kim, físico do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE), examinaram um tipo de onda que viaja através da magnetosfera. Essas ondas, chamadas de ondas de ciclotron iônico eletromagnético (EMIC), revelam a temperatura e a densidade das partículas de plasma dentro da magnetosfera, entre outras qualidades.
“As ondas são uma espécie de sinal do plasma”, disse Kim, principal autor de um artigo que relatou as descobertas na JGR Space Physics. “Portanto, as ondas EMIC podem ser usadas como ferramentas de diagnóstico para revelar algumas das características do plasma.”
Kim e pesquisadores da Universidade Andrews, em Michigan, e da Universidade Kyung Hee, na Coréia do Sul, concentraram suas pesquisas na conversão de modo, a forma como algumas ondas EMIC se formam. Durante esse processo, outras ondas que se comprimem na direção em que viajam do espaço colidem com a magnetosfera da Terra e acionam a formação de ondas EMIC, que então se afastam em um ângulo e polarização específicos – a direção na qual todas as ondas de luz estão vibrando. .
Usando computadores PPPL, os cientistas realizaram simulações mostrando que essas ondas EMIC convertidas em modo podem se propagar através da magnetosfera ao longo de linhas de campo magnético em um ângulo normal que é inferior a 90 graus, em relação à borda da região com o espaço. Conhecer essas características permite que os físicos identifiquem as ondas EMIC e coletem informações sobre a magnetosfera com informações iniciais limitadas.
Uma melhor compreensão da magnetosfera poderia fornecer informações detalhadas sobre como a Terra e outros planetas interagem com seu ambiente espacial. Por exemplo, as ondas podem permitir que os cientistas determinem a densidade de elementos como hélio e oxigênio na magnetosfera, bem como aprender mais sobre o fluxo de partículas carregadas do sol que produz a aurora boreal.
Além disso, os engenheiros empregam ondas semelhantes às ondas EMIC para auxiliar o aquecimento do plasma em dispositivos de fusão magnética em forma de anel, conhecidos como tokamaks. Assim, estudar o comportamento das ondas na magnetosfera poderia aprofundar o conhecimento sobre a criação da energia de fusão, que ocorre quando as partículas de plasma colidem para formar partículas mais pesadas. Cientistas de todo o mundo tentam replicar a fusão na Terra para um suprimento virtualmente inesgotável de energia para gerar eletricidade.
O conhecimento das ondas EMIC poderia, assim, proporcionar benefícios amplos. “Estamos realmente ansiosos para entender a magnetosfera e como ela medeia o efeito que o clima espacial tem em nosso planeta”, disse Kim. “Ser capaz de usar ondas EMIC como diagnósticos seria muito útil.”
Publicado em 12/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-scientists-deepen-magnetic-fields-earth.html
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