Io-Jupiter Wechselwirkung

Die Jupiter Dekameter Radiostrahlung (DAM) stellt ein einzigartiges Phänomen in der modernen Weltraumforschung dar. Dieser Umstand lässt sich durch die Tatsache erklären, daß die intensive DAM- Radiokomponente streng von der Orbitalposition des Jupitermondes Io abhängt. Durch die unterschiedliche Lage der Quellregion der DAM und Io ist es einsichtig, dass mehrere Prozesse existieren müssen, welche die Erzeugung der DAM beeinflussen und zur Erklärung dieses Phänomens beitragen. Zuerst muß die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem Jupitermagnetfeld und der leitenden lonosphäre von Io betrachtet werden. Diese Wechselwirkung führt zu Störungen, welche sich entlang des Jupitermagnetfeldes zu den Quellregionen ausbreiten. In den Quellregionen, in der Nähe von Jupiter, muß ein Energieumwandlungsprozeß existieren, welcher es der kinetischen Energie der Plasmateilchen erlaubt überzugehen in Strahlungsenergie der DAM. Dieses Projekt ist eingebettet in eine Zusammenarbeit von österreichischen, russischen, deutschen, französischen und amerikanischen Wissenschaftlern. Das Projekt untersucht zwei Aspekte des globalen Phänomens und die Resultate sollen eingefügt werden in eine komplette Beschreibung des Einflusses von Io auf die DAM. Der erste Aspekt betrifft die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen Io und dem Jupitermagnetfeld im Rahmen der kinetischen Theorie. Um möglichst allgemeine Resultate zu erhalten, wird diese Wechselwirkung als eine Anwendung zum Problem eines bewegten Leiters in einem heißen magnetisierten Plasma betrachtet. Im Gegensatz zu früher durchgeführten Untersuchungen wird in diesem Projekt die kinetische Theorie benützt. Die hauptsächlichen Studien sind eng verknüpft mit dem sogenannten dielektrischen Permeabilitätstensor, welcher alle Informationen eines Plasmas in der linearen Näherung enthält. Dieser Tensor wird untersucht und die Störungen durch die Bewegung des Leiters werden analysiert. Dieser Zugang wird neue Ergebnisse liefern und zum allgemein anerkannten Alfvenwellenmodell beitragen. Da dieses Phänomen in einer sehr allgemeinen Weise betrachtet wird, werden die Ergebnisse für jeden bewegten leitenden Körper in einem heißen Plasma mit einem externen Magnetfeld anwendbar sein, z. B. die Orbitalbewegung eines Satelliten. Der zweite Aspekt ist den Prozessen in der Umgebung der Quellregion der DAM gewidmet, im speziellen der Erzeugung eines parallel elektrischen Feldes. Solch ein parallel elektrisches Feld ist eine essentielle Bedingung für die Erzeugung der DAM. Die Methode, um dieses elektrische Feld zu berechnen, basiert auf der Bildung der Momente der relevanten Verteilungsfunktionen, um die von den verschieden Teilchenarten getragenen Flüssen zu berechnen. Diese speziellen Plasmapopulationen entstehen durch die hohe vulkanische Aktivität auf Io. Dieses Projekt repräsentiert eine Fortführung der bereits über viele Jahre andauernden wissenschaftlichen Zusammenarbeit und bietet zusätzlich ein ideales Forschungsgebiet, in welchem die Doktorarbeit von Hrn. Mag. Daniel Langmayr durchgeführt werden soll.