Um obstáculo persistente para uma compreensão mais completa da atividade auroral da Terra é caracterizar a estrutura dos arcos aurorais em 3D. As observações in situ, como os trânsitos de naves espaciais, podem observar diretamente apenas uma fatia estreita do fenômeno, enquanto as imagens baseadas no solo comprimem a dimensionalidade em seu plano de observação.
Clayton et al. apresentam uma nova técnica que visa superar essas dificuldades usando várias observações como restrições para um modelo físico que fornece uma estimativa 3D da estrutura do recurso. A equipe de pesquisa então demonstrou a capacidade da abordagem para descrever estruturas de plasma em escala de quilômetros nas proximidades de um arco auroral real.
A nova técnica é construída em torno do Geospace Environment Model of Ion-Neutral Interactions (GEMINI), um modelo 3D ionosférico. Este modelo é conduzido com duas fontes de dados distintas: fluxos de partículas e medições de campo elétrico. Os dados de partículas são derivados de inversões de imagens baseadas no solo, enquanto os dados de campo podem ser obtidos de observações de espaçonaves in situ ou de radar baseado em solo.
O estudo usa dados de um lançamento de foguete de 2017. Os dados in situ estão na forma de uma linha 1D de valores observados correspondendo à trajetória de vôo do foguete. Uma etapa fundamental no processo é converter esses dados, que atravessam a grade do modelo, em uma estimativa 2D do fluxo de plasma. Clayton e colegas apresentam dois métodos para fazer isso e comparam seus desempenhos relativos.
Uma vez que os dados são preparados, GEMINI é executado para gerar várias saídas 3D variáveis no tempo, incluindo as correntes e densidades de plasma. Limitadas pelos dados iniciais medidos, essas saídas são representativas das estruturas físicas reais que cercam o arco auroral. De acordo com os autores, seu trabalho demonstra que eles podem obter uma visão sobre a força relativa de vários processos físicos em um ambiente auroral.
Publicado em 06/01/2022 06h43
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