Das Wissenschaftliche Komitee für Solar-Terrestrische Physik (SCOSTEP) freut sich, die Verleihung des SCOSTEP Distinguished Young Scientist Award 2024 und das 23. SCOSTEP/PRESTO Online-Seminar bekannt zu geben Man Hua, Doktor der Philosophie findet am 23. September 2024 online statt.
Der äußere Strahlungsgürtel der Erde ist von hochenergetischen Elektronen (Hunderte von keV bis mehrere MeV) bevölkert, die aufgrund ihrer schädlichen Auswirkungen auf Satelliten auch als „Killerelektronen“ bezeichnet werden. Diese Elektronen können schnell beschleunigt werden, wobei die Ströme um bis zu mehrere Größenordnungen variieren, hauptsächlich aufgrund der lokalen Beschleunigung durch Whistler-Mode-Chorus-Wellen und/oder nach innen gerichtete radiale Diffusion. Historisch wurde diese Elektronendynamik mit geomagnetischen Stürmen in Verbindung gebracht. Es bleibt jedoch unklar, welche kritische geomagnetische Bedingung die Elektronenbeschleunigung sowohl während Sturm- als auch während Nicht-/Schwachsturmzeiten bestimmt. Darüber hinaus stellt sich die Frage, wie intensiv die Elektronenströme im Strahlungsgürtel werden können und warum es eine Obergrenze gibt. Diese Frage wurde erstmals 1966 gestellt und ist nach wie vor ein Rätsel. In diesem Seminar werden aktuelle Erkenntnisse vorgestellt, die sich mit dieser Frage befassen, und es wird versucht, die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen und die kritischen geomagnetischen Bedingungen zu verstehen, die die Obergrenze der Elektronenströme im äußeren Gürtel bestimmen. Dies geschieht mithilfe von numerischen Simulationen und statistischer Analyse von Satellitenbeobachtungen. Die Ergebnisse zeigen zum ersten Mal die natürliche Obergrenze der Elektronenbeschleunigung durch Chorus-Wellen, was die beobachteten energieabhängigen Maximalflüsse erklärt, die während der Van-Allen-Sonden-Ära nahe an der höchsten Obergrenze lagen. Darüber hinaus zeigt die statistische Analyse eine starke Korrelation zwischen dem zeitintegrierten Substorm-Index (Int(AL)) und der Obergrenze der Elektronenflüsse, was den erheblichen Einfluss der kumulativen Substorms auf die Elektronendynamik belegt. Während intensive Stürme günstige Bedingungen für eine effiziente Beschleunigung bieten können, sind sie nicht unbedingt erforderlich, um große Maximalflüsse zu erzeugen.
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