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Júpiter cinturón de radiación: donde >MeV partículas viene de?

Cuando leí alguna discusión acerca de la exploración de las lunas de Júpiter, o la posibilidad de la vida allí, un argumento común es la alta dosis de radiación en el cinturón de radiación de Júpiter (varios órdenes de magnitud mayor que fuera de la magnetosfera de Júpiter). Si hablamos de partículas cargadas, peligroso es sólo la radiación más rápido que digamos de 1 MeV ( otros son blindados muy fácilmente por la delgada protección)

Me gustaría saber cuál es el mecanismo que crea a estos partículas en el interior de la magnetosfera de Júpiter. Yo esperaría que las partículas de Sol/radiación Cósmica son más bien repelido por la magnetosfera de la burbuja, y los pocos que están atrapados baja por la emisión de radiación EM oscilante alrededor de las líneas de campo magnético (por lo tanto nunca se acumulan gran parte de ellos)

He encontrado en algunos de los papeles que la lentitud de las partículas (~10 keV) son acelerados por plasma de las corrientes generadas por la rotación de la magnetosfera/ lunas de júpiter. Sin embargo, esto no explica el rápido partículas que sólo importa para el riesgo de radiación y son difíciles de escudo.

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ann Puntos 31

En realidad, esta cuestión aún no está claro, incluso para los expertos. Hay algún descubrimiento reciente concerniente a esta pregunta: http://www.nature.com/news/mystery-of-earth-s-radiation-belts-solved-1.13452

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chrisjlee Puntos 956

Los cinturones de radiación están pensados para ser producido a través de varios procesos. Uno de los originales ideas principales era el concepto de difusión radial. Otras ideas incluyen la activación debido a la baja frecuencia de las ondas. He realizado trabajos en este campo, pero sólo con una mayor frecuencia de la onda electromagnética llamado whistler modo de ondas. Me voy a centrar en estas en mi respuesta, pero ser conscientes de que existen otros mecanismos que pueden fortalecer las partículas MeV de energía.

Aunque puede parecer redundante para utilizar el modo y la onda para describir la misma cosa, esto es resultado de la nomenclatura del régimen establecido originalmente para tal fenómeno. A principios de los receptores de radio fueron capaces de escuchar descendente tonos que sonaba mucho a alguien silbar, a la que llevó el nombre de whistlers. Estos fueron posteriormente encontrados para ser conducido por haces de electrones producidos durante la caída de rayos en tormentas eléctricas en la atmósfera de la Tierra. Ahora bien, el término whistler es a menudo sinónimo de rayos whistler en el magneto de la comunidad.

Con la llegada de científicos de la nave espacial, dos más de los tipos de whistler modo de ondas fueron descubiertos. Estos fueron llamados coro y el silbido (o plasmaspheric silbido). Que implican sus nombres, lo que sonaba como cuando el original electromagnética mediciones se sonified. Coro suena como un coro de canto de los pájaros y el silbido del sonido como ruido blanco, básicamente. La palabra plasmaspheric en frente de ruido que se generó debido a que se descubrió que el silbante señales parecía limitarse a la plasmasphere. No obstante, estos dos tipos de whistler modo de ondas se han estudiado desde la década de 1960 y múltiples la teoría y los estudios de observación se encontró a ser importante en el cinturón de radiación de la dinámica.

Más recientemente, de gran amplitud whistler modo de ondas fueron descubiertos en la Tierra de los cinturones de radiación. Estos se distinguen de coro y el silbido debido a que su frecuencia no deriva en el tiempo como el chorus, y eran coherentes oscilaciones a diferencia de silbido. Por lo tanto, el original de los documentos que específicamente se utiliza el nombre de whistler modo de ondas. Las olas son mucho más grandes de lo que eran originalmente se pensaba posible, que toda nuestra comprensión de esta región tuvo que ser re-examinado. Algunos simple prueba de partículas simulaciones mostraron que estas muy grande de la amplitud de las ondas pueden acelerar partículas hasta MeV energías en fracciones de segundo.

Estudios posteriores mostraron que estas ondas podrían producir una fase no lineal reventado, así, rápidamente, acelerando partículas de hasta cientos de keV muy rápidamente. A través de los años, las estaciones de tierra sería ocasionalmente se observan intensas ráfagas de rayos x que se determina después de surgir de bremstrahlung la radiación de alta energía incidente electrones. Estos fueron llamados electrones de microrráfagas (microbursts) y finalmente fueron asociadas con un tipo específico de whistler modo de ola llamada coro. Recientes observaciones que se encuentran una mayor correlación definitiva entre whistler modo de ondas y electrónica de microrráfagas (microbursts), apoyando el descubrimiento del papel y la posterior estudio.

Poco después, las propiedades de estos grandes de la amplitud de whistler modo de ondas se clasifican. Este estudio encontró una relación entre las ondas y las inyecciones de keV electrones de la geomagnético de la cola. También se encontró que no todos estos de gran amplitud whistler modo de olas han constante de las frecuencias con respecto al tiempo. Las amplitudes de la onda se encontró que dependen de la actividad geomagnética.

Estos resultados llevaron a una monografía que resume los resultados. La parte interesante es que estos de alta frecuencia ($\geq$100 Hz a $\geq$1000 Hz, dependiendo de la ubicación en la magnetosfera de ondas) puede modificar el exterior de los cinturones de radiación en escalas de tiempo mucho más corto que las estimaciones originales de días a semanas. De hecho, más sofisticados estudios que el original descubrimiento de papel encontró que la gran amplitud de las ondas podrían acelerar keV electrones MeV energías en milisegundos.

Los resultados más recientes sugieren que el gran amplitud, coherente whistler modo de ondas son impulsados por la energía libre que se presentó durante sub tormenta inyecciones, apoyando anteriores sugerencias.

Así que en lo que respecta al sistema Joviano, los procesos pueden ser similares, pero la cantidad de energía libre en la que magnetosfera es más grande por órdenes de magnitud. Júpiter tiene un campo magnético ~14 veces la de la Tierra y que gira sobre su eje una vez cada ~10 horas (aunque su radio medio es >10 veces la de la Tierra). La alta tasa de rotación y gran campo magnético proporcionar entornos propicios para todos los procesos anteriores para tomar su lugar. Dados los resultados de los anteriores estudios, no es de extrañar que Júpiter tiene un muy enérgico conjunto de los cinturones de radiación.

Lado Divertido Nota
Todas las naves espaciales de la NASA que pretendan hacer uso de Júpiter por la gravedad ayuda necesita someterse a un extra de radiación de endurecimiento debido a la dura Joviano entornos.

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ann Puntos 31

OK, alguna explicación está en la wikipedia para la Tierra del cinturón de radiación de Van Allen

Se cree que de protones a energías superiores a 50 MeV en los cinturones inferiores a altitudes inferiores son el resultado de la desintegración beta de los neutrones creado por los rayos cósmicos de las colisiones con los núcleos de la parte superior de la atmósfera. La fuente de energía menor que los protones se cree que ser de protones difusión debido a los cambios en el campo magnético durante tormentas geomagnéticas.[14]


Esto sugiere que los cinturones de Van Allen confinar un importante flujo de antiprotones produce por la interacción de la atmósfera superior de la Tierra con los rayos cósmicos.[19] La energía de los antiprotones se ha medido en el rango de 60-750 MeV.


En general se entiende que el interior y exterior de los cinturones de Van Allen el resultado de diferentes procesos. El cinturón interior, que consiste principalmente de energía de protones, es el producto de la descomposición de los llamados "albedo" los neutrones, que son en sí mismos el resultado de las colisiones de rayos cósmicos en la atmósfera superior. El cinturón exterior se compone principalmente de electrones. Son inyectados desde la geomagnético de la cola de la siguiente tormentas geomagnéticas, y posteriormente se energiza a través de la onda-partícula interacciones.


Sin embargo, no estoy muy seguro, si los procesos son responsables de la aceleración de estas partículas, O si acaba de inyectar relativamente lento partículas en la trampa magnética, que son acelerados por otros procesos

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