Vastos anéis de partículas eletricamente carregadas circundam a Terra e outros planetas. Agora, uma equipe de cientistas concluiu a pesquisa em ondas que viajam através deste magnético, ambiente eletricamente carregado, conhecida como magnetosfera, aprofundando a compreensão da região e sua interação com nosso próprio planeta, e abrindo novas maneiras de estudar outros planetas pela galáxia.

Os cientistas, liderado por Eun-Hwa Kim, físico do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE), examinou um tipo de onda que viaja pela magnetosfera. Essas ondas, chamadas de ondas eletromagnéticas ciclotron (EMIC), revelar 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, autor principal de um artigo que relatou as descobertas em JGR Space Physics . "Portanto, as ondas EMIC podem ser usadas como ferramentas de diagnóstico para revelar algumas das características do plasma. "

Kim e os pesquisadores da Andrews University em Michigan e da Kyung Hee University na Coreia do Sul concentraram suas pesquisas na conversão de modo, a forma como algumas ondas EMIC se formam. Durante este processo, outras ondas que se comprimem ao longo da direção em que viajam do espaço sideral colidem com a magnetosfera da Terra e desencadeiam a formação de ondas EMIC, que então se afasta em um determinado ângulo e polarização - 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 das linhas do campo magnético em um ângulo normal inferior a 90 graus, em relação à fronteira da região com o espaço. Conhecer essas características permite que os físicos identifiquem as ondas EMIC e reúnam informações sobre a magnetosfera com informações iniciais limitadas.

Uma melhor compreensão da magnetosfera pode fornecer informações detalhadas sobre como a Terra e outros planetas interagem com seu ambiente espacial. Por exemplo, as ondas podem permitir aos cientistas determinar 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 no aquecimento do plasma em dispositivos de fusão magnética em forma de donut, conhecidos como tokamaks. Então, 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 buscam replicar a fusão na Terra para um suprimento virtualmente inesgotável de energia para gerar eletricidade.

O conhecimento das ondas EMIC pode, portanto, fornecer benefícios abrangentes. "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 diagnóstico seria muito útil. "