Plasmasfera

La plasmasfera , o magnetosfera interna , es una región de la magnetosfera de la Tierra que consta de plasma de baja energía (frío) . Está ubicado por encima de la ionosfera . El límite exterior de la plasmasfera se conoce como plasmapausa , que se define por una caída de orden de magnitud en la densidad del plasma. En 1963, el científico estadounidense Don Carpenter y el astrónomo soviético Konstantin Gringauz demostraron la existencia de la plasmasfera y la plasmapausa a partir del análisis del silbato de muy baja frecuencia (VLF).datos de ondas. Tradicionalmente, la plasmasfera ha sido considerada como un plasma frío de buen comportamiento con movimiento de partículas dominado por completo por el campo geomagnético y, por lo tanto, co-rotando con la Tierra.

Historia

El descubrimiento de la plasmasfera surgió del estudio científico de los silbidos , fenómenos naturales causados ​​por ondas de radio de muy baja frecuencia (VLF). Los operadores de radio oyeron silbidos por primera vez en la década de 1890. ^[1] El científico británico Llewelyn Robert Owen Storey había mostrado silbidos generados por rayos en su tesis doctoral de 1953 . ^{[1] [2]} Casi al mismo tiempo, Storey había postulado que la existencia de silbidos significaba que el plasma estaba presente en la atmósfera de la Tierra y que movía las ondas de radio en la misma dirección que las líneas del campo magnético de la Tierra . ^{[1] [2]} De esto dedujo, pero no pudo probar de manera concluyente la existencia de la plasmasfera, una fina capa de plasma entre la ionosfera y la magnetosfera. ^[2] En 1963, el científico estadounidense Don Carpenter y el astrónomo soviético Konstantin Gringauz —independientemente el uno del otro, y este último utilizando datos de la nave espacial Luna 2— probaron experimentalmente la existencia de la plasmasfera y la plasmapausa, basándose en el pensamiento de Storey. ^[1]

En 1965, Storey y el científico francés MP Aubry trabajaron en FR-1 , un satélite científico francés equipado con instrumentos para medir las frecuencias VLF y la densidad electrónica local del plasma. Los estudios de Aubry y Storey de FR-1 VLF y datos de densidad de electrones corroboraron aún más sus modelos teóricos: las ondas VLF en la ionosfera ocasionalmente pasaban a través de una fina capa de plasma hacia la magnetosfera, normal a la dirección del campo magnético de la Tierra. ^{[3] : 1181 [4]} A lo largo de la década de 1970, Storey continuó estudiando ondas VLF utilizando datos recopilados por FR-1. ^[2]

En 2014 , las observaciones satelitales de la misión THEMIS han demostrado que se pueden formar irregularidades de densidad, como plumas o mordiscos. ^{[5] [6]} También se ha demostrado que la plasmasfera no siempre co-rota con la Tierra. El plasma de la magnetosfera tiene muchos niveles diferentes de temperatura y concentración. El plasma magnetosférico más frío se encuentra con mayor frecuencia en la plasmasfera. Sin embargo, el plasma de la plasmasfera se puede detectar en toda la magnetosfera porque es transportado por los campos eléctricos y magnéticos de la Tierra. Los datos recopilados por las sondas gemelas Van Allen muestran que la plasmasfera también limita que los electrones ultrarelativistas altamente energéticos de origen cósmico y solar alcancen las órbitas terrestres bajas y la superficie del planeta. ^{[7] [8]}

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  Una vista del satélite IMAGE que muestra la plasmasfera de la Tierra utilizando su instrumento de generación de imágenes Ultravioleta Extrema (EUV).

• "> Reproducir medios

  Visualización de los cinturones de radiación con partículas cargadas confinadas (azul y amarillo) y límite de plasmapause (superficie azul-verde).