Los físicos teóricos utilizaron simulaciones para explicar las lecturas inusuales recopiladas en 2009 por Mercury Surface, Ambiente espacial, Geoquímica, y misión de alcance (MESSENGER). El origen de los electrones energéticos detectados en la cola magnética de Mercurio ha desconcertado a los científicos. Este nuevo estudio, apareciendo en Física de Plasmas , proporciona una posible solución a cómo se forman estos electrones energéticos.

El flujo de material magnético dentro de un planeta crea un campo magnético global. En Mercurio, y en la tierra las corrientes de metal líquido en los núcleos planetarios inducen los campos magnéticos de los planetas. Estos campos varían en forma, Talla, ángulo y fuerza de un planeta a otro, pero todos son importantes para proteger los planetas de las partículas solares.

El viento solar golpea los planetas con radiación y causa subtormentas magnéticas, que a veces vemos en la Tierra como las auroras boreales. Las colas magnéticas o colas magnéticas se forman cuando la intensa presión de radiación de los vientos solares "empuja" los campos magnéticos del planeta. Estas colas se forman en el lado nocturno del planeta, de espaldas al sol. En Mercurio, Las subtormentas magnéticas en la cola son más grandes y más rápidas que las observadas en la Tierra.

El campo magnético de Mercurio es 100 veces más débil que el de la Tierra, así que sorprendió a los físicos que MESSENGER detectara signos de electrones energéticos en la cola magnética del planeta, la cola magnética de Herme. "Queríamos averiguar por qué el satélite encontró partículas energéticas, "dijo Xiaowei Zhou, un autor del estudio.

Un posible candidato responsable de la presencia de estas partículas energéticas es la reconexión magnética. La reconexión magnética ocurre cuando cambia la disposición de las líneas del campo magnético, liberando energía cinética y térmica. Sin embargo, en el turbulento entorno astrofísico, la reconexión magnética es poco conocida. En este estudio, Físicos chinos y alemanes investigaron la reconexión magnética en el contexto de turbulencia en la cola magnética de Herme.

Las simulaciones magnetohidrodinámicas y los cálculos de partículas de prueba mostraron que los plasmoides (estructuras magnéticas distintas que abarcan el plasma) se generan durante la reconexión magnética. Estos plasmoides aceleran los electrones energéticos. Los resultados de la simulación están respaldados por las mediciones de MESSENGER de especies de plasmoides y la reconexión de plasmoides en la cola magnética de Hermean.

Los investigadores también utilizaron un modelo de turbulencia media para describir la turbulencia de los procesos físicos a escala de subcuadrícula. Los procesos de aceleración se escalaron a parámetros que imitan las condiciones características informadas por la cola magnética de Hermean. Las simulaciones mostraron que en estas condiciones, La reconexión de plasmoides turbulentos podría ser responsable de la aceleración de electrones. "También demostramos que la turbulencia mejora la reconexión al aumentar la tasa de reconexión, "Dijo Zhou.

El modelo del equipo predice los límites superiores para la reconexión plasmoide turbulenta y la correspondiente aceleración de electrones. La misión Bepi-Colombo, previsto para su lanzamiento en octubre de 2018, pondrá a prueba estas predicciones. Los satélites Bepi-Colombo, construido para resistir la dureza, ambiente caluroso cerca del sol, se insertará en la órbita de Mercurio en 2025 durante un año terrestre para transmitir observaciones desde el planeta.

"Los satélites anteriores no podían probar las altas energías de los electrones y uno de los objetivos de esta misión es medir las partículas energéticas de la cola magnética de Hermean con una nueva tecnología de detección, "Dijo Zhou. Con esta nueva tecnología, los investigadores esperan obtener una visión de subescala más detallada de los efectos de la turbulencia.