Polarized radiation from space material in the Earth’s upper atmosphere - Numerical simulations

Abstract

Between 10 and 270 tons of space material enter the Earth’s atmosphere every day. These particles are usually leftovers and fragments of comets and asteroids. This material influx makes the Earth environment a rich source of information about the chemical and physical properties of the small bodies of the Solar System. To date, the majority of studies have usually focused on the detection of meteors and meteoroids of considerable size, or on the search of meteorites on the Earth’s surface. Unfortunately, the information about dust and small meteoroids (bodies withsizes below 1 cm) is still limited. Furthermore, no work analyses the material in the frontier of the Earth’s atmosphere and the space. This thesis presents the study of the particles of low-size range that are in the upperlayers of the Earth’s atmosphere. In this work, a model of dust clouds is created with parameters obtained from meteorite measurements, meteor showers, and observations of cometary missions. With this model, the interaction of the solar radiation with the particles is analysed for wavelengths in the microwave and ultraviolet range, as it was observed with a satellite in the low Earth orbit. For this, we have used the Monte Carlo code RADMC-3D, widely used in studies of radiative transfer in Astrophysics...Sobre la atmósfera de la Tierra caen entre 10 y 270 toneladas de material espacial a lo largo de un día. Estas partículas suelen ser restos y fragmentos de cometas y asteroides. Este flujo de material hace que el entorno de la Tierra sea una valiosa fuente de información sobre las propiedades químicas y físicas de los pequeños cuerpos del Sistema Solar. Hasta la fecha, la mayoría de estudios normalmente se han centrando en las detecciones de meteoros y meteoroides de gran tamaño, o en la búsqueda de meteoritos en la superficie. Desafortunadamente, la información sobre polvo y pequeños meteoroides(cuerpos por debajo de un 1 cm) todavía es limitada. Además, ningún trabajo analiza el material en la frontera de la atmósfera de la Tierra y el espacio. Esta tesis presenta el estudio de las partículas de pequeño tamaño que se encuentran en las capas más altas de la atmósfera terrestre. En este trabajo se ha creado un modelo de nubes de polvo con parámetros obtenidos de medidas de meteoritos, lluvias de meteoros y observaciones de misiones a cometas. Con este modelo se analiza la interacción de la radiación solar con las partículas para longitudes de onda en el microondas y el ultravioleta como si fuera observada con un satélite en la órbita baja dela Tierra. Para ello, se ha hecho uso del código Monte Carlo RADMC-3D, ampliamente utilizado en estudios de transferencia radiativa en astrofísica...