A study of plasma waves in the induced magnetospheres of Mars and Venus

• Autor(a) principal: Adriane Marques de Souza Franco
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2018/09.24.18.04

Ondas de plasma são consideradas como um fator essencial na física magnetosférica, já que as mesmas podem transferir energia e momento do vento solar para o interior da cavidade magnetosférica. Em Marte e Vênus, onde a interação do vento solar ocorre diretamente com a alta atmosfera/ionosfera do planeta (magnetosfera induzida), o escape de íons de baixas energias está relacionado à radiação no ultravioleta extremo e a pressão dinâmica do vento solar. A pressão dinâmica do vento solar aumenta a produção de ondas na bainha magnética, e como a blindagem magnética é incapaz de impedir que ondas de frequência ultra-baixa geradas na magnetobainha penetrem na ionosfera marciana, essas podem fornecer energia suficiente para acelerar íons ionosféricos, de modo que estes atinjam velocidade de escape, contribuindo para a erosão da atmosfera planetária. Nesta tese ondas de plasma foram estudadas nas magnetosferas induzidas de Marte e Vênus usando três diferentes técnicas: Comprimento de correlação para ambos os planetas, transformada ondeletas na identificação das principais frequências dessas ondas na bainha magnética de Marte e as taxas de transporte para a identificação dos modos de onda dominante para Vênus. As principais frequências identificadas na bainha magnética de Marte estão no range entre 5 e 20 mHz. Essas frequências não apresentam dependência com o ciclo solar. O comprimento de correlação em torno de Marte foi calculado usando dados da MEX (densidade de elétrons de 2004 a 2015) e da MAVEN (densidade de elétrons e campo magnético de 2014 a 2016). Nos dados de densidade de elétrons, o comprimento de correlação foi encontrado variando entre 13 e 17 segundos (escala temporal) e 5.5x10^3 6.8x10^3 km (escala espacial) para a análise usando dados da MEX. Para MAVEN, o comprimento de correlação varia entre 11 e 16 segundos (temporal) e entre 2x10^3 -4.5x10^3 km em escala especial. No campo magnético, comprimentos de correlação são observados entre 8-15 segundos (temporal) e entre 1x10^3 e 3x10^3 km (escala espacial). Em Vênus, comprimentos de correlação similares são observados usando dados da VEX (2006-2014), variando entre 9-14 segundos em escala temporal e entre 2.8x10^3- 5x10^3 km em escala espacial nos dados de densidade de elétrons. Para o campo magnético, o comprimento de correlação foi encontrado entre 7.5 e 11 segundos (temporal) e de 1.7x10^3 a 4x10^3 km (escala espacial). Para ambos os planetas foi visto que os tamanhos das regiões de plasma são menores que o comprimento de correlação nas mesmas. Isso indica que ondas na bainha magnética/MPB podem ser relacionadas a oscilações na ionosfera. Em uma região local, trens de onda causam efeitos ressonantes na ionopausa do planeta, que consequentemente contribui para o escape de íons da atmosfera planetária. Em Marte, 29 potenciais casos de penetração de ondas na ionosfera foram identificados. O modo de onda de Alfvén foi identificado como o predominante na magnetosfera Venusiana, este que pode ser observado em todas as partes da magnetosfera, principalmente dentro da bainha magnética e no vento solar upstream da frente de choque.