Ny forskning förklarar fysikaliska processer i Mars och Venus plasmamiljöer / New research explains physical processes of Mars and Venus plasma environments

I den doktorsavhandling som Katerina Stergiopoulou, Institutet för rymdfysik (IRF) och Uppsala universitet, försvarar den 27 september lyfter hon fram nya resultat om fysikaliska processer som äger rum i Mars och Venus inducerade magnetosfärer. Dessa bildas då planeter saknar egna inre magnetfält och dess atmosfärer istället interagerar med flödet av laddade partiklar från solen, solvinden.

På grund av bristen på globala inre magnetfält på Mars och Venus påverkar och formar solvinden deras rymdplasmamiljöer direkt.

Katerina Stergiopoulou har analyserat data som kommer från två olika rymdfarkoster. Dels från den europeiska rymdorganisationen ESA:s rymdfarkost Mars Express och dels från den amerikanska rymdorganisationen NASA:s MAVEN. Detta för att kunna undersöka rymdplasmamiljön runt Mars och hur den påverkas av solvindsförhållandena.

Tack vare att rymdfarkosterna kunde utföra skräddarsydda mätningar i ett fram tills nu outforskat område, på hög höjd i Mars skugga, kunde Katerina för första gången observera hur rymdplasma transporterades på ett konsistent sätt från dagsidan till nattsidan genom de allra yttersta delarna av atmosfären, den så kallade jonosfären.

“Mars Express och MAVEN är två långlivade och framgångsrika rymdexpeditioner som avsevärt har bidragit till vår förståelse av Mars-systemet. Efter alla dessa år av observationer finns det dock processer som ännu inte förklarats, vilket visar på behovet av nya satellit-uppdrag”, säger Katerina Stergiopoulou.

Observationer från dessa två Mars-expeditioner har gjort att Katerina också kunnat följa expansionen och kompressionen av den inducerade magnetosfären och uppskatta längdskalan för hur långt de magnetiska fältlinjerna, som passerar genom jonosfären på dagsidan, sträcker sig ner längs magnetosfärens svans.

En tredje satellit, Solar Orbiter, genomförde nyligen två förbiflygningar av Venus och försåg därmed forskarna med en sällsynt uppsättning observationer långt ner längs Venus inducerade magnetosvans.

“Tack vare Solar Orbiters förbiflygningar har vi fått en unik möjlighet att bevittna flykten av rymdplasma och beteendet hos magnetfältet i den inducerade magnetsvansen bakom Venus, säger Katerina”.

Katerina Stergiopoulou försvarar sin avhandling ''The induced magnetospheres and magnetotails of Mars and Venus’’ kl 09.15 på Ångströmlaboratoriet i Uppsala. Opponent är professor Lasse Clausen från universitetet i Oslo.

Länk till doktorsavhandlingen:
https://uu.diva-portal.org/smash/record.jsf?aq2=%5B%5B%5D%5D&c=6&af=%5B%5D&searchType=SIMPLE&sortOrder2=title_sort_asc&query=Stergiopoulou&language=en&pid=diva2%3A1685941&aq=%5B%5B%5D%5D&sf=all&aqe=%5B%5D&sortOrder=author_sort_asc&onlyFullText=false&noOfRows=50&dswid=-8285

Kontakt:
Katerina Stergiopoulou, doktorand, Institutet för rymdfysik (IRF) och Uppsala universitet.
katerina@irfu.se
+46 18 471 5922

************* ENG **************

On the 27th of September, Katerina Stergiopoulou, Swedish Institute of Space Physics (IRF) and Uppsala University, will defend her doctoral thesis. New results about the physical processes taking place in the induced magnetospheres and magnetotails of Mars and Venus will be presented.

Mars and Venus don’t have a planetary magnetic field like Earth does. Consequently, there is no magnetosphere of a planetary origin around them. Because of the stream of charged particles that constant flows from the Sun, the solar wind, these two planets are surrounded by induced magnetospheres. Due to this lack of global planetary magnetic fields at Mars and Venus, the solar wind, directly influences and shapes their plasma environments.

Katerina Stergiopoulou has analysed measurements from ESA’s Mars Express and NASA’s MAVEN missions to examine the plasma environment of Mars and how it is affected by the solar wind conditions.

She observed for the first time through special operations in an uncharted region, plasma at the optical shadow at high altitudes, indicative of consistent paths of plasma transport from the dayside to the nightside ionosphere.

“Mars Express and MAVEN are two long-lived successful missions that have considerably contributed to our understanding of the Martian system. After all these years of observations there are processes yet to be explained though, making evident the need for new missions, says Katerina Stergiopoulo.

Observations from these two Mars missions allow Katerina also to track the relative expansion and compression of the induced magnetosphere and estimate the range of the length scale to which the magnetic field lines that pass through the dayside ionosphere extent in the magnetotail.

Recently, Solar Orbiter’s Venus flybys provided us with a rare set of observations from the distant induced magnetotail of Venus.

“Thanks to Solar Orbiter’s flybys, we have a unique opportunity to witness escaping plasma and the behaviour of the magnetic field in the induced magnetotail, at great distances from the planet, where our access is limited, says Katerina.’’

Katerina Stergiopoulou defends her thesis “The induced magnetospheres and magnetotails of Mars and Venus’’ at 09.15 at the Ångström laboratory in Uppsala. The opponent is Professor Lasse Clausen from University of Oslo.

The doctoral thesis:
https://uu.diva-portal.org/smash/record.jsf?aq2=%5B%5B%5D%5D&c=6&af=%5B%5D&searchType=SIMPLE&sortOrder2=title_sort_asc&query=Stergiopoulou&language=en&pid=diva2%3A1685941&aq=%5B%5B%5D%5D&sf=all&aqe=%5B%5D&sortOrder=author_sort_asc&onlyFullText=false&noOfRows=50&dswid=-8285

Contact:
Katerina Stergiopoulou, PhD, Swedish Institute of Space Physics (IRF) and Uppsala University
katerina@irfu.se
+46 18 471 5922