Los plasmas espaciales, constituyen un laboratorio idóneo para el estudio de ondas e inestabilidades en diversos entornos a través de la información in situ que proviene de misiones espaciales. Comprender y estudiar en detalle los procesos de asimilación de masa en esas regiones, las condiciones de plasma para la generación de estas inestabilidades de micro-escala y los mecanismos que gobiernan el intercambio de energía entre ondas y partículas brinda la oportunidad de entender su naturaleza. Estudios previos en este tema han mostrado que en las regiones de asimilación de masa, aparecen generalmente dos tipos de estas inestabilidades: las Ondas Ion Ciclotrón (OIC) y los Modos Tipo Espejo (MTE), siendo los primeros los que con mayor frecuencia se observan. Comprender a profundidad porqué ocurre este fenómeno y como compiten estas ondas y modos en su crecimiento será parte de la investigación que se realizará a lo largo de este proyecto. Otra línea que persigue el proyecto es el estudio de Modos Armónicos (MA) de las OIC en estas regiones de asimilación de masa. Todavía no se entiende bien porqué a veces son observados los MA en las series de campo magnético y porqué en otras ocasiones no. Un ejemplo de esto es el caso de Saturno (Rodríguez-Martínez, Mario et al., 2010). Entender las condiciones de plasma y las configuraciones de campo magnético y velocidades de inyección en el levantamiento de iones en las que los MA ocurren será también motivo de investigación en este proyecto. Las características de las ondas e inestabilidades que se encuentran cerca de regiones como las magnetosferas inducidas en planetas sin campo magnético global, entornos cometarios, así como en las magnetosferas planetarias, cambian de una región a otra en función de las propiedades en el plasma que las alberga. Propiedades como la velocidad, temperatura, densidad, orientaciones del campo magnético para el levantamiento de iones, procesos en la asimilación de masa, etc., juegan un papel preponderante en el entendimiento de la naturaleza de las mismas. Los entornos donde se estudiarán la generación de este tipo de perturbaciones de micro-escala son: las regiones de asimilación de masa en las magnetosferas inducidas de Venus (en la zona de la magnetofunda), Marte (en la región exosférica) y en entornos cometarios. También se estudiarán las propiedades de éstas en la magnetosfera media de Saturno y la magnetosfera de Júpiter. Comparar estos escenarios serán pieza clave en la comprensión de las condiciones y propiedades del plasma que influyen en el crecimiento de tales inestabilidades. Los estudios en este proyecto se complementarán a través del uso del código de dispersión WHAMP (Rönmark 1982), con el que se buscará comprender el crecimiento de OIC, MA de OIC y los MTE a partir de las condiciones de plasma observadas en tales regiones. Así mismo, se estudiarán mecanismos de intercambio de energía en virtud de las poblaciones de iones observadas y se utilizarán herramientas como: métodos de mínima varianza, análisis de Fourier, construcción de espectros dinámicos e inclusive herramientas de ondeletas para caracterizarlas. Los datos in situ provendrán de magnetómetros abordo de misiones especiales como: Galileo, Cassini, ICE, GIOTTO, Venus Express (VEX) y Mars Global Suveyor (MGS). La pertinencia y originalidad de un estudio como el que se plantea aquí también radica en mucho de lo que se puede aprender respecto a la generación de estas inestabilidades de microescala, sus mecanismos de transporte de energía y los diversos procesos que destacan en su crecimiento.

A pesar de la gran cantidad de información y el conocimiento alrededor de este tema, todavía hay huecos en varios campos de este tema que un análsis más sistematizado y el advenimiento de futuras misiones responderá gradualmente. En este sentido, este proyecto contribuirá con el estudio y entendimiento en detalle de la naturaleza del plasma donde se observa el crecmiento de OIC, sus MA y los MTE, en diferentes regiones donde se dan procesos de asimilación de masa (Magnetosferas inducidas caso: Venus, Marte y Cometas y Magnetosferas Jovianas). La contribución del proyecto a este campo reside fundamentalmente en el aporte del conocimiento al comparar diferentes entornos donde estas inestabilidades se producen y que han sido poco exploradas, es decir, contribuirá en la comparación y comprensión entre las propiedades físicas de dichas inestabilidades en estas regiones con la finalidad de entender mejor los mecanismos de asimilación y generación de esas ondas, el porqué a veces se observan crecimientos de modos armónicos de ondas ion ciclotrón y en ocasiones no, así como también entender en virtud de qué condiciones físicas los modos tipo espejo compiten y ganan en crecimiento a las ondas ion ciclotrón o viceversa, permitirán hacer contribuciones interesantes en el tema. La forma de atacar el problema será a partir del análisis de datos de campo magnético en varios de los entornos que se quieren estudiar aquí, compararlos, buscar condiciones de plasma entre casos semejantes y estudiar en detalle el crecimiento de estas micro-inestabilidades usando análisis de dispersión. Ciertamente no es sencillo esto ya que requiere de un gran trabajo en el análisis de datos, sin embargo, hacerlo contribuirá en dos frentes: 1) tener bien caracterizadas las condiciones de plasma en diversos escenarios y 2) poner a prueba teoría lineal en la generación y crecimiento de estas ondas bajo las condiciones de plasma observadas. La utilización de análisis de dispersión con WHAMP, permitirá contribuir al proyecto en poner a prueba teorías como la teoría de dispersión lineal para estudiar condiciones de crecimiento de estas ondas e inestabilidades y mecanismos de transferencia de energía entre ondas y partículas. Sin embargo, esto requiere de un estudio sistematizado de los datos provenientes de las misiones espaciales que se utilizarán a lo largo del proyecto y que permitirán determinar las poblaciones de iones asimilados responsables de dichas ondas.