Estudo da propagação de ondas eletromagnéticas na região-fonte da radiação quilométrica auroral

• Autor(a) principal: Corrêa, Bianca Eliza
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/273207
• topic: Ondas eletromagnéticas; Radiacao quilometrica das auroras; Equação de transferência radiativa

A magnetosfera terrestre é fonte da chamada Radiação Quilométrica das Auroras (AKR, de Auroral Kilometric Radiation), que se refere ao fenômeno de emissão e amplificação de ondas de rádio nas regiões polares. O mecanismo de amplificação aceito é o maser de elétron-cíclotron. Este prevê valores positivos para o fator de amplificação das ondas quando a função distribuição das partículas do meio apresenta regiões no espaço de velocidades com gradientes majoritariamente positivos. Os eventos observados de AKR estão associados à precipitação de elétrons energéticos, oriundos de subtormentas magnetosféricas, no sentido de linhas de campo magnético convergentes. Os elétrons são acelerados através de um campo elétrico ascendente, e, devido ao efeito de espelhamento magnético, algumas dessas partículas são "refletidas", e outras perdidas no contato com o plasma ionosférico de maior densidade. Esta redução do fluxo de elétrons no sentido ascendente gera a inversão de população na função distribuição necessária para o maser. Neste trabalho, a função distribuição dos elétrons magnetosféricos é modelada utilizando uma distribuição na forma de C-invertido, ou horseshoe. Seu aspecto de "cone de perda" é definido pela hipérbole de perda, prevista quando se acrescenta o campo elétrico ao sistema formado pelo campo magnético terrestre e as partículas. Além disso, aplica-se a teoria magnetoiônica e a linearização do sistema Vlasov-Maxwell de equações para obter o índice de refração do modo extraordinário rápido (X). A expressão para o índice de refração é então utilizada para escrever explicitamente as equações de traçado de raios, que fornecem a evolução temporal da trajetória das ondas ao longo da região-fonte. Para o cálculo da variação da intensidade radiativa ao longo do deslocamento do raio, são considerados os processos de emissão induzida e espontânea, relacionados ao movimento de cíclotron das partículas. Os resultados obtidos mostram que o modelo adotado prevê amplificação substancial de ondas no modo X, a partir da radiação térmica de fundo, corroborando assim as teorias vigentes acerca da geração da AKR.