Variación semianual en flujos magnetosféricos de partículas

Abstract

La Magnetosfera Terrestre es una región de la Geosfera conocida por la presencia de partículas cargadas que son atrapadas por el Campo Magnético Terrestre (CMT). Estas partículas están sujetas a una gran variedad de procesos físicos y su dinámica es muy diferente dependiendo del tipo de partículas que se estudie. En este trabajo se estudian dos tipos de partículas que son los electrones en niveles de energía relativista e iones que componen la Corriente Anillo Terrestre. El estudio se centra en la identificación y caracterización de las variaciones regulares, aquellas que se repiten dado un lapso de tiempo. Los períodos de estas variaciones están íntimamente relacionados con la dinámica del Sol, y pueden ser de ~11 años (ciclo de manchas solares), ~1 y ~1/2 año asociados al cambio de la geometría del CMT con respecto al Campo Magnético Interplanetario a lo largo de la traslación terrestre, ~27 días relacionado con la rotación solar, entre otros. Una de estas variaciones se estudia con mayor profundidad y es la Variación Semianual, caracterizada por máximos de actividad cerca de los Equinoccios y mínimos cerca de los Solsticios. En el caso de los electrones relativistas se han desarrollado tres tipos de análisis. El primero fue estudiar la Variación Semianual en función de la energía. Para ello, se utilizaron datos de la misión “Van Allen Probes” (RBSP) que consta de dos satélites con la capacidad de medir flujos de electrones en un amplio rango de energías y con gran precisión. Uno de los resultados principales de este estudio es que la Variación Semianual está particularmente concentrada en el rango ~1−7 MeV. El segundo tipo de análisis fue evaluar cuál de las tres teorías principales que intentan explicar la Variación Semianual es la que mas se ajusta a la Variación Semianual en los electrones relativistas. Para ello se utilizaron datos de los satelites “Geostationary Environment Satellites” (GOESs) dado que la base de datos de estos satélites se extiende por varios ciclos solares, lo que permite una mejor aproximación estadística a la modulación semianual de fondo en los datos. Se encuentra que la predicción de la denominada “Teoría Equinoccial” da la mejor correlación con la Variación Semianual observada. El tercer y último estudio a esta población de partículas fue identificar cuáles de los elementos intervinientes en la cadena de procesos físicos que los generan poseen una Variación Semianual. En particular se analizaron ondas magnetosféricas en dos rangos de frecuencia: [1.7-6.7] mHz y [0.1fce-fce] (fce es la frecuencia ciclotrón del electrón) que son conocidas por tener la capacidad de acelerar electrones por medio de distintos procesos. Los resultados muestran una clara Variación Semianual en ambos tipos de ondas. Los datos de la misión RBSP también fueron utilizados para analizar la diversidad de flujos de partículas que componen la corriente anillo en búsqueda de una Variación Semianual. Se calculó la energía contenida en los flujos de estas partículas utilizando los siguientes elementos: H+, O+ y He+ para luego vincularla con las perturbaciones magnéticas en superficie por medio de la relación de “Dessler-Parker-Sckopke”. Los resultados principales de este estudio muestran que la Variación Semianual en la actividad magnética en superficie es replicada en la energía de la corriente anillo.