Anforderungen, um die Position von Jovian Whistlers bis zur Größe des Roten Flecks mit Amateurfunkgeräten aufzulösen?

Kann ich einen hellen Stern spüren, der eine zweieinhalb Meter lange Antenne darauf richtet? ist schon eine Weile her, aber die Diskussion zu dieser Frage fand ich sehr interessant. Bitte verzeihen Sie mir, dass ich kein Experte für Jovian Whistlers bin , aber ich neige dazu, es als massive EM-Ereignisse auf Jupiter zu verstehen.

Ich frage mich: Könnten wir eine Yagi-Uda-Antenne oder ein Array davon verwenden, um die Quelle der Funksignale auf Jupiter aufzuklären? Zum Beispiel könnten wir die Jupiter-Scheibe von einem Quadrat aus bedeckt haben 40 × 40 Pixel, und das Ziel wäre herauszufinden, von welchem ​​Pixel das Signal stammt.

Die Idee dahinter ist, dass eine coole Forschungsfrage für ein (fortgeschrittenes) naturwissenschaftliches Projekt in der Schule eine Frage wäre wie "Ist der Blitz im Inneren des Roten Flecks aufgetreten?" und Yagi-Uda-Antennen machen Spaß beim Bauen und benötigen nicht so viel Platz wie andere Antennentypen.

Verweise

Möglicherweise können Sie Ihre Antwort hier zusammen mit der ProfRob-Antwort verwenden, auf die ich unten verlinkt habe, um die komplexe Dielektrizitätskonstante zu berechnen N + ich k dann benutze ICH ( X ) = ( exp ⁡ ( − k R ) / R ) 2 um zu sehen, wie sich die Intensität mit der Entfernung von Jupiter ändert und um zu sehen, wann sie dominiert wird 1 / R 2 und wann durch exponentielle Absorption. Fühlen Sie sich frei, eine solche Antwort zu posten und sie zu akzeptieren! (Aber vertraue nicht blind meiner Mathematik!)

Antworten (1)

tl;dr

Nein, nicht von der Erde.

Wegen der Ionosphäre.

Whistler sind VLF (very low frequency) Hunderte bis Tausende von Hertz. Unsere Ionosphäre blockiert elektromagnetische Strahlung sehr zuverlässig unter sagen wir etwa 10 MHz, je nach Tageszeit und Sonnenaktivität, da es sich um ein Plasma handelt.

Das Bild unten zeigt die Peak-Whistler-Emissionen bei etwa 1 kHz.

Sie können sich vorstellen, dass die Elektronen in der Ionosphäre für eine Radiowelle im kHz-Bereich eher wie Elektronen in einem verlustbehafteten Metall aussehen; Einige werden abprallen, als wäre es eine glänzende Metallmurmel, andere werden absorbiert, aber ohne Frage wird keiner durchkommen!

LOFAR arbeitet von 10 MHz bis 250 MHz.

Siehe auch

Aktualisieren!

Nein, nicht einmal aus dem cis-Mondraum!

Denn die interplanetare Elektronendichte ist noch zu hoch.

Der Kommentar von @ProfRob zur Frage "Was kann gelernt werden ..." erinnert uns:

Wie niedrig ist „niedrig“? Die Plasmafrequenz im erdnahen interplanetaren Medium beträgt etwa 100 kHz. https://physics.stackexchange.com/a/519164

und diese Antwort geht sehr detailliert darauf ein, wie die Plasmafrequenz verschiedener Medien berechnet wird.

Der chinesische Mondorbiter Queqiao hatte einen Niederfrequenzempfänger und untermauerte den Standpunkt von ProfRob:

Darüber hinaus beherbergt dieser Satellit den Netherlands-China Low-Frequency Explorer (NCLE), ein Instrument, das astrophysikalische Studien im unerforschten Funkbereich von 80 Kilohertz bis 80 Megahertz durchführt. Es wurde von der Radboud University in den Niederlanden und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt. Das NCLE auf dem Orbiter und das LFS auf dem Lander arbeiten in Synergie und führen niederfrequente (0,1–80 MHz) radioastronomische Beobachtungen durch.

Weitere Hinweise finden Sie im Artikel.

Es scheint, dass Sie ein Raumschiff bauen und es in die Nähe von Jupiter fliegen müssen – innerhalb weniger Dämpfungslängen – um die Pfeifen zu hören.

Mehr

Ihre Referenz Starke Pfeifermoduswellen, die in der Nähe von Jupiters Monden beobachtet wurden, verlinkt auf das Open Access Nature Paper YY Shprits et al. (2018) Starke Whistler-Modus-Wellen, die in der Nähe von Jupiters Monden beobachtet wurden, einschließlich Abbildung 2. unten gezeigt.

Aus Whistlers (Radio) :

Ein Pfeifer ist eine elektromagnetische (Funk-) Welle mit sehr niedriger Frequenz oder VLF, die von einem Blitz erzeugt wird.[1] Frequenzen von terrestrischen Pfeifen sind 1 kHz bis 30 kHz, mit einer maximalen Amplitude normalerweise bei 3 kHz bis 5 kHz. Obwohl es sich um elektromagnetische Wellen handelt, treten sie bei Audiofrequenzen auf und können mit einem geeigneten Empfänger in Audio umgewandelt werden. Sie werden durch Blitzeinschläge (meistens Intracloud und Rückweg) erzeugt, bei denen der Impuls entlang der Magnetfeldlinien der Erde von einer Hemisphäre zur anderen wandert. Aufgrund der langsameren Geschwindigkeit der niedrigeren Frequenzen durch die Plasmaumgebungen der Ionosphäre und Magnetosphäre unterliegen sie einer Streuung von mehreren kHz. Sie werden daher als absteigender Ton wahrgenommen, der einige Sekunden andauern kann. Das Studium der Pfeifer kategorisiert sie in die Typen Pure Note, Diffuse, 2-Hop und Echo Train.

Die Raumsonden Voyager 1 und 2 entdeckten pfeiferähnliche Aktivitäten in der Nähe von Jupiter, die als „Jovian Whistlers“ bekannt sind, was die visuellen Beobachtungen von Blitzen durch Voyager 1 unterstützt

Abbildung 2 aus dem oben verlinkten Nature-Papier.

Vergleich der Wellenleistungs- und Nickwinkelverteilungen für die Begegnung am 6. September 1996 (Orbitalsegment G2). a Die Entfernung zwischen Ganymed und der Galileo-Raumsonde, b Messungen des Magnetfelds, c Nickwinkelverteilung von 527–884 keV-Elektronenflüssen, d wie c, aber normalisiert durch den Wert der Flüsse bei 60° lokalem Nickwinkel, e dynamisches Spektrogramm der spektralen Dichte des elektrischen Feldes bei sehr niedriger Frequenz (VLF), f dynamisches Spektrogramm der spektralen Dichte des magnetischen Feldes VLF

Abbildung 2. Vergleich der Wellenleistungs- und Nickwinkelverteilungen für die Begegnung am 6. September 1996 (Orbitalsegment G2)

Anforderungen, um die Position von Jovian Whistlers bis zur Größe des Roten Flecks mit Amateurfunkgeräten aufzulösen?
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