Jatos supersônicos de plasma são descobertos

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O Swarm da ESA tem sido utilizado para melhorar o nosso conhecimento sobre as correntes elétricas na alta atmosfera. As correntes de Birkeland carregam até 1 TW de energia elétrica na alta atmosfera- equivalente a 30 vezes a energia consumida em Nova York durante uma onda de calor. Na figura, em vermelho é a corrente que entra na ionosfera e em azul a corrente que sai da ionosfera no sentido da magnetofera e em amarelo é a corrente de plasma gerada. Crédito: Universidade de Calgary / ESA.

Publicado na ESA

Informação do campo magnético da ESA pela missão Swarm levou à descoberta de jatos de plasma supersônico no alto da nossa atmosfera que podem elevar as temperaturas até quase 10 000°C.

As recentes descobertas foram apresentadas no Fourth Swarm Science Meeting no Canadá. Cientistas da universidade de Calgary explicaram como eles usaram as medidas do trio de satélites Swarm para desenvolver o que era conhecido sobre as correntes elétricas da alta atmosfera.

A teoria de que há enormes correntes elétricas, movidas pelo vento solar e guiadas através da ionosfera pelo campo magnético da Terra, foi postulada há mais de um século pelo cientista norueguês Kristian Birkeland. Só nos anos 70, após o advento dos satélites, essas “correntes de Birkeland*” foram confirmadas por medições diretas no espaço.

Estas correntes carregam até 1 TW de energia elétrica na  alta atmosfera – equivalente a 30 vezes a energia consumida em Nova York durante uma onda de calor. Elas  também são responsáveis ​​pelos ‘arcos das auroras’, as cortinas verdes de movimento lento, que podem se estender de horizonte a horizonte. Enquanto muito já se sabe sobre esses sistemas atuais, observações recentes por Swarm revelaram que eles estão associados também grandes campos elétricos.

As cores da ilustração apresentam os sentido das correntes de Birkeland

Estes campos, que são mais fortes no inverno,  ocorrem na vertical subindo e descendo as correntes de Birkeland e se conectando pela ionosfera

Bill Archer, da Universidade de Calgary, explicou: “Usando dados dos instrumentos de medição do campo elétrico dos satélites Swarm, descobrimos que esses fortes campos  impulsionam jatos de plasma supersônicos. Os jatos marcam claramente a fronteira entre a corrente que se move em direções opostas levando a condições extremas a alta atmosfera.

“Eles podem conduzir a ionosfera a temperaturas próximas de 10 000 ° C e alterar coma posição química e também fazer com que o plasma da ionosfera suba para altitudes mais altas, onde a energização adicional pode levar à perda de material atmosférico para o espaço”.

David Knudsen, também da Universidade de Calgary, acrescentou: “As recentes descobertas de Swarm adicionam conhecimento para a nossa compreensão do circuito de correntes Birkeland, talvez a mais amplamente reconhecida características de organização do sistema acoplado magnetosfera-ionosfera.
Informação do campo magnético da ESA A missão Swarm levou à descoberta de jatos de plasma supersónicos(ilustrado em amarelo) no alto da nossa atmosfera que podem aumentar temperaturas até quase 10 000 ° C. Crédito: Universidade de Calgary / ESA

Esta descoberta é apenas uma das novas descobertas apresentadas na reunião científica de uma semana dedicada à missão Swarm. Também apresentado esta semana, por exemplo, Swarm foi usado para confirmar que estas correntes são mais fortes no hemisfério norte e variam com a sazonalmente

Desde que foram lançados em 2013, os satélites Swarm têm medido e desembaraçado os diferentes sinais magnéticos que derivam do núcleo, manto, crosta, oceanos, ionosfera e magnetosfera da Terra

Assim como um pacote de instrumentos para fazer isso, cada satélite tem um instrumento de campo elétrico posicionado na frente para medir a densidade, deriva e velocidade de plasma,

As diferentes fontes que contribuem para o campo magnético medido por Swarm. As correntes de acoplamento ou correntes alinhadas em campo fluem ao longo de linhas de campo magnético entre a magnetosfera ea ionosfera. Crédito: Espaço ESA / DTU

Rune Floberghagen, gerente de missão Swarm da ESA, disse: “O instrumento de medição do campo elétrico é o primeiro fotômetro ionosférico em órbita, por isso é muito emocionante ver resultados tão fantásticos graças a este novo instrumento. A dedicação dos cientistas trabalhando com dados da missão nunca deixa de me surpreender e estamos vendo alguns resultados brilhantes, como este, discutido na reunião desta semana.

“Swarm realmente está abrindo nossos olhos para o funcionamento do planeta, do fundo do núcleo da Terra até a parte mais alta da nossa atmosfera.”

*Uma corrente de Birkeland é um conjunto de correntes elétricas que fluem ao longo das linhas de campo geomagnético ligando a magnetosfera da Terra a ionosfera em altas latitudes.

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