Átomo neutro energético


La proyección de imagen de átomo neutro energético ( ENA ), a menudo descrita como "ver con átomos ", es una tecnología utilizada para crear imágenes globales de fenómenos que de otro modo serían invisibles en las magnetosferas de los planetas y en toda la heliosfera . [1]

El viento solar está formado por átomos desgarrados (llamados plasma ) que salen volando del Sol. Esto es principalmente hidrógeno , es decir, electrones y protones desnudos , con un poco de otros tipos de núcleos , principalmente helio . El espacio entre los sistemas solares es similar, pero provienen de otras estrellas de nuestra galaxia . Estas partículas cargadas pueden ser redirigidas por campos magnéticos ; por ejemplo, la TierraEl campo magnético nos protege de estas partículas. De vez en cuando, algunos de ellos roban electrones de los átomos neutros con los que se encuentran, haciéndolos neutrales y no sujetos a campos electromagnéticos a gran escala. Aún moviéndose muy rápido, tienden a viajar principalmente en línea recta, sujetos a la gravedad. Estos se denominan átomos neutrales energéticos . Las imágenes ENA se construyen a partir de la detección de estos átomos neutros energéticos. [2]

La magnetosfera de la Tierra preserva la atmósfera de la Tierra y nos protege de la radiación que daña las células . Esta región de " clima espacial " es el sitio de tormentas geomagnéticas que interrumpen los sistemas de comunicaciones y plantean peligros de radiación para los humanos que viajan en aviones (si tanto la altitud como la latitud son altas) o en naves espaciales en órbita. Una comprensión más profunda de esta región es de vital importancia. Los sistemas meteorológicos geomagnéticos tardaron en beneficiarse de las imágenes de satélite que se dan por sentado en la predicción meteorológica y la física espacial porque sus orígenes en los plasmas magnetosféricos presentan el problema añadido de la invisibilidad. [1]

La heliosfera protege todo el Sistema Solar de la mayoría de los rayos cósmicos, pero es tan remota que solo una técnica de imagen como la imagen ENA revelará sus propiedades. La estructura de la heliosfera se debe a la interacción invisible entre el viento solar y el gas frío del medio interestelar local . [2]

Se predijo la creación de ENA por plasmas espaciales, pero su descubrimiento fue deliberado y fortuito. Si bien se hicieron algunos esfuerzos iniciales para la detección, sus firmas también explicaron los hallazgos inconsistentes de los detectores de iones en regiones de poblaciones de iones bajas esperadas. Se eligieron detectores de iones para nuevos experimentos de detección de ENA en otras regiones de iones bajos. [2] Sin embargo, el desarrollo de detectores ENA dedicados supuso superar obstáculos importantes tanto en el escepticismo como en la tecnología. [1]

Aunque se observaron ENA en el espacio desde la década de 1960 hasta la de 1980, [2] la primera cámara ENA dedicada no se voló hasta 1995 en el satélite sueco Astrid-1 , [3] para estudiar la magnetosfera de la Tierra.


Imágenes ENA de la fluctuación de la corriente del anillo de la Tierra durante una tormenta geomagnética que ocurrió entre el 15 y el 16 de julio de 2000. Las imágenes fueron generadas por el instrumento High Energy Neutral Atom (HENA) presente en la nave espacial IMAGE .
Un plasma caliente de iones de carga 'robos' de un neutral frío átomo de convertirse en un E nergetic N eutral A tom ( ENA ) [8]
El ENA deja el intercambio de carga en línea recta con la velocidad del ion de plasma original. [8]
Las energías ENA se clasifican según la instrumentación, no la fuente ENA [2] [7] [9]
Concepto validado por datos ISEE 1 de mapeo magnetosférico ENA en 1982 [2]
Lanzado en 2008, NASA TWINS utiliza actualmente detectores ENA en satélites gemelos para producir imágenes en 3-D de la Magnetosfera de la Tierra.
Titán, inmerso en el rápido flujo de plasma que rodea a Saturno, se muestra con ENA intensificado en su lado posterior. ESLos que se producen en el lado delantero se alejan de la cámara. [1]
Una posible explicación de la cinta brillante de la emisión de ENA como se ve en el mapa IBEX es que un campo magnético galáctico da forma a la heliosfera a medida que la cubre. La cinta parece ser producida por la alineación de campos magnéticos en nuestra heliosfera .
IMAGEN HENA M isión H igh Energy N eutral Una cámara tom. Similar al instrumento Cassini INCA. [31]