domingo, 25 de septiembre de 2016

Huracanes de plasma en el espacio podrian sugerir nuevas fuentes de energía

Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, ha identificado por primera vez un proceso por el cual se calienta el viento solar a lo largo de extensas regiones del escudo magnético de la Tierra a medida que penetra a través de esta barrera.

El proceso puede tener paralelismos con el problema sin resolver en la astrofísica de cómo se calienta la corona solar. También puede ser útil para comprender el transporte a gran escala transversal de energía en dispositivos de plasma artificiales que pueden conducir a la creación de  energía de fusión práctica.


En 2011,el Ph.D.Thomas W. Moore, en ese momento un estudiante de maestría, comenzó a trabajar con el Dr. Katariina Nykyri, un profesor de Física en el Departamento de Ciencias Físicas y miembro del Centro de Embry-Riddle para el Espacio y la Investigación Atmosférica en Daytona Beach, el análisis de los datos recogidos de cuatro naves Cluster de la Agencia Espacial Europea. El equipo, que incluye investigador post-doctoral de Andrew Dimmock, creado simulaciones numéricas que ayudan a la comprensión de las firmas en los datos de la nave y las técnicas de múltiples naves espaciales utilizadas para la identificación de los modos de ondas de plasma. Durante 16 años, estos cuatro satélites han estado investigando el ambiente magnético de la Tierra y su interacción con el viento solar en tres dimensiones.

"En el espacio, el plasma de rápida transmisión (viento solar) con origen en el Sol crea grandes huracanes en el espacio', llamadas ondas de Kelvin-Helmholtz (KH), en el límite de la barrera magnética de la Tierra", dijo Nykyri. "Las ondas de KH suelen tener longitudes de onda en el rango de 20.000-40.000 km y un periodo de 1-3 minutos, y mientras más pronunciadas son como las olas del mar , pueden transportar plasma del viento solar en la magnetosfera."

Las ondas de KH son el resultado directo de la forma en que nuestro planeta se inscribe en el sistema solar más grande. El planeta Tierra es un imán gigantesco y su influencia magnética se extiende hacia el exterior en una gran burbuja llamada magnetosfera. Un flujo constante de partículas desde el Sol (viento solar) sopla por la magnetosfera - no muy diferente de viento que sopla sobre la superficie del océano. Durante ciertas situaciones, las partículas y energía (plasma) del sol puede romper la magnetosfera, cruzando en el espacio cercano a la Tierra (fuente: http://phys.org).

"Dentro de la física del plasma, esto es un descubrimiento significativo", dijo Moore. "Nuestra comprensión de este proceso de transferencia de energía a gran escala  se reunieron poco a poco. No había realmente un" este "momento, pero las implicaciones de nuestro trabajo se hizo evidente cuando nos dimos cuenta de cómo todas las piezas de nuestra investigación encajan entre sí."

"Hemos encontrado que las olas gigantes KH puede emitir ondas de iones de escala, o más pequeño '', tornados espaciales que tienen suficiente energía para calentar el plasma de las energías que observamos", dijo Nykyri. "Este proceso transfiere la energía cinética del viento solar en la energía térmica de los iones magnetosféricos, que explica el rápido aumento de la temperatura a través de la barrera magnética de la Tierra. Si pudiéramos utilizar este mecanismo de manera efectiva en los plasmas de laboratorio de alta densidad mediante la construcción de barreras de transporte adecuadas, podríamos crear energía a partir del agua "
El plasma no es un gas, líquido o sólido, es el cuarto estado de la materia - un gas que es tan caliente que algunos o todos sus átomos constituyentes se dividen en los electrones y los iones (cargadas átomos o moléculas),  pueden moverse independientemente . Se estima que 99,9 por ciento del universo visible se compone de plasma.

Técnicamente, el estudio muestra que los investigadores Embry-Riddle han descrito por primera vez el proceso de cómo la energía se transfiere de escala magnetohidrodinámica de Kelvin-Helmholtz (KH) ondas de plasma (con una longitud de onda de 36.000 km) para iónico escala olas magnetosonic que tiene suficiente flujo de Poynting para explicar el calentamiento observado desde envoltura magnética (viento solar conmocionado) en la magnetosfera. El escalado de este mecanismo a los parámetros típicos de la corona sugiere que también puede ayudar a explicar el calentamiento de la corona solar, así como n juego de roles en otros plasmas astrofísicos.

Moore y Nykyri estarán buscando fondos para continuar con la investigación para determinar si este transporte transversal a escala de la energía continúa hasta el final a las escalas de electrones y la cantidad de energía puede ser transferida a las escalas de iones en los plasmas de laboratorio.
.http://spaceref.com/space-weather-2/space-plasma-hurricanes-suggest-new-sources-of-energy.html

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