Plasmasfera

La plasmasfera , o magnetosfera interna , es una región de la magnetosfera de la Tierra que consiste en plasma de baja energía (frío) . Está ubicada sobre la ionosfera . El límite exterior de la plasmasfera se conoce como plasmapausa , que se define por una caída de un orden de magnitud en la densidad del plasma. En 1963, el científico estadounidense Don Carpenter y el astrónomo soviético Konstantin Gringauz  [ru] demostraron la existencia de la plasmasfera y la plasmapausa a partir del análisis de datos de ondas de silbido de muy baja frecuencia (VLF) . Tradicionalmente, la plasmasfera se ha considerado como un plasma frío de buen comportamiento con movimiento de partículas dominado completamente por el campo geomagnético y, por lo tanto, corrota con la Tierra.

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 silbadores fueron escuchados por primera vez por los operadores de radio 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 había plasma presente en la atmósfera de la Tierra y que movía 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. ^[2] En 1963, el científico estadounidense Don Carpenter y el astrónomo soviético Konstantin Gringauz, independientemente 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 el FR-1 , un satélite científico francés equipado con instrumentos para medir frecuencias VLF y la densidad electrónica local del plasma. Los estudios de Aubry y Storey de los datos de VLF y densidad electrónica del FR-1 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, de manera normal a la dirección del campo magnético de la Tierra. ^{[3] : 1181  [4]} A lo largo de la década de 1970, Storey continuó estudiando las ondas VLF utilizando datos recopilados por el FR-1. ^[2] Los datos recibidos del receptor VLF en OV3-3 , lanzado el 4 de agosto de 1966, determinaron la ubicación de la plasmapausa. ^[5]

En 2014, las observaciones satelitales de la misión THEMIS han demostrado que pueden formarse irregularidades de densidad, como penachos o mordeduras. ^{[6] [7]} También se ha demostrado que la plasmasfera no siempre gira en co-rotación 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 arrastrado 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 ultrarrelativistas altamente energéticos de origen cósmico y solar alcancen las órbitas bajas de la Tierra y la superficie del planeta. ^{[8] [9]}

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  Una vista del satélite IMAGE que muestra la plasmasfera de la Tierra utilizando su instrumento generador de imágenes ultravioleta extremo (EUV).
• Visualización de los cinturones de radiación con partículas cargadas confinadas (azul y amarillo) y el límite de la plasmapausa (superficie azul-verde).

• Cronología de la magnetosfera

• Carpenter, DL, Evidencia de Whistler de una "codo" en el perfil de densidad de ionización magnetosférica, J. Geophys. Res., 68, 1675–1682, 1963.
• Nishida, A., Formación de plasmapausa, o rodilla de plasma magnetosférico, por la acción combinada de convecciones magnetosféricas y escape de plasma de la cola, J. Geophys. Res., 71, 5669, 1966.
• Sandel, BR, et al., Observaciones con imágenes ultravioleta extremas de la estructura y dinámica de la plasmasfera, Space Sci. Rev., 109, 25, 2003.

• Sitio web de la NASA
• Descripción de la Universidad de Michigan
• Investigación de la Universidad de Alabama en Huntsville
• Descripción del Instituto de Investigación del Suroeste
• IMAGEN Cámara ultravioleta extrema
• Imágenes EUV de la plasmasfera