NY DOKTORGRAD
Solstormer, bølger og elektrontap i strålingsbeltet
 |
“Dynamics of the storm time ring current and relativistic electrons. Particle scattering by ion cyclotron waves inside the anisotropic proton zone”
Under solstormer slynges ionisert gass ut i rommet med hastigheter opp til 1000 km/s. Når denne gassen treffer jordens magnetfelt, får vi en geomagnetisk storm. Under geomagnetiske stormer blir det dannet en ringstrøm rundt jorden bestående av elektroner og protoner som beveger seg i motsatt retning rundt jorden. Denne ringstrømmen sirkler i en høyde av 2 til 6 jordradier over ekvator. I tillegg er det magnetiske feltet rundt jorden sterkt forstyrret, noe som kan måles på bakken.
Avhandlingen tar for seg et viktig problem i romfysikken, nemlig hvordan energirike innfangede partikler (strålingsbeltene) får økt energi og spres ned i den øvre atmosfæren under geomagnetiske stormer. I den øvre atmosfæren kolliderer partiklene med atmosfæremolekyler som dermed får tilført energi. Denne ekstra energien sender de deretter ut som lys og vi får nordlys.
Satellitter i lav bane rundt jorden, gir oss værbilder, men observerer også de energirike ladete partiklene som kommer ned mot atmosfæren. Avhandlingen bruker satellittdata for å studere dynamikken i ringstrømmen og strålingsbeltene under ulike typer geomagnetiske stormer. I noen stormer får elektronene økt sin hastighet opp mot lyshastigheten. Disse svært energetiske elektronene kan ødelegge satellitter og påvirke ozonlaget i den øvre atmosfæren.
Avhandlingen drøfter også hvordan ringstrømmen danner grunnlag for bølgevekst. Den økte bølgeaktiviteten vil forstyrre elektronene i strålingsbeltet, slik at flere enn vanlig tapes til atmosfæren. Avhandlingen gir ny kunnskap om hvor bølgeveksten skjer og effekten bølgene har på de svært energetiske elektronene i det ytre strålingsbeltet.
I noen typer geomagnetiske stormer, hvor solvindshastigheten er høy, kan det ta tid før jordas magnetfelt kommer tilbake til sitt rolige nivå. Dette er fordi ringstrømmen, som vanligvis forsvinner raskt som følge av tapsprosesser som kollisjoner og bølge-partikkel vekselvirkninger, blir langsomt redusert. Avhandlingen viser at i denne type stormer er det en langvarig innstrømning av nye partikler til de ytre deler av ringstrømmen. Disse partikkelinjeksjonene er styrt av Alfvén-bølger i solvindens magnetfelt. Ringstrømmen avtar langsomt fordi tilførselen av partikler nesten erstatter tapet av partikler, og jordas magnetfelt bruker derfor ekstra lang tid på å komme tilbake til sitt rolige nivå. Studiet av slike prosesser er viktige for å forstå dynamikken i strålingsbeltene.
Personalia:
Marit Irene J. Sandanger er født i 1976 og oppvokst i Haugesund. Hun er utdannet Cand. Scient. i romfysikk ved Institutt for Fysikk og Teknologi, Universitetet i Bergen i 2002. Siden 2003 har hun arbeidet med doktorgraden ved Institutt for Fysikk og Teknologi, UiB.
Tidspunkt og sted for disputasen:
30.01.2009, kl. 13:15, Auditorium 2, Realfagbygget, Allégt. 41
Kontaktpersoner:
Marit Irene J. Sandanger, tlf. 906 90 094, epost: marit.sandanger@ift.uib.no
Mediekontakt Therese Marianne Istad, tlf. 55 58 91 70 (a), e-post: therese.istad@form.uib.no
Avhandlingen kan lånes på Bibliotek for realfag. For kjøp/bestilling av avhandlingen, kontakt kandidaten direkte.