Magnetosfär
Magnetosfär (från "magnetisk sfär") - ett område av rymden runt en himlakropp, där beteendet hos plasman som omger kroppen bestäms av denna kropps magnetfält .
En annan definition: magnetosfär - ett område i rymden runt en planet eller annan magnetiserad himlakropp , som bildas när en ström av laddade partiklar , till exempel solvinden , avviker från sin ursprungliga bana under påverkan av det interna magnetfältet i denna. kropp.
Magnetosfärens form och dimensioner bestäms av styrkan hos det inre magnetfältet i denna himlakropp och trycket från den omgivande plasman (solvinden). Alla planeter som har ett eget magnetfält har en magnetosfär: Jorden , Jupiter , Saturnus , Uranus och Neptunus . Merkurius och Mars har mycket svaga magnetosfärer, liksom Ganymedes , en av Jupiters månar (men dess magnetosfär ligger helt och hållet inom Jupiters magnetosfär, vilket leder till deras komplexa interna interaktioner). Jonosfärer av svagt magnetiserade planeter, som Venus, delvis avleda flödet av solvinden, men de har inte en magnetosfär som sådan.
Termen magnetosfären används också för att beskriva områden där magnetfältet hos andra himlakroppar, såsom stjärnor , pulsarer , etc. , dominerar .
Gränser
Magnetosfärens gräns ( magnetopaus ) bestäms av villkoret att trycken från magnetfältet och det mötande plasmat är lika, det vill säga magnetosfärens radie (Alfvén radius ) bestäms av relationen
,
där är himlakroppens magnetfält, och är respektive tätheten och hastigheten för det inkommande plasmaflödet .
Planetära magnetosfärer
I fallet med ett mötande plasmaflöde, till exempel, i fallet med växelverkan mellan planetens eget magnetfält och solvinden, är magnetosfären en hålighet av en ganska komplex form som flödar runt av solvinden.
Inträngningen av plasma in i jordens magnetosfär sker direkt genom mellanrummen mellan stängda och "öppna" magnetfältlinjer i magnetopausen, kallade polära cusps under dagtid , eller på grund av hydromagnetiska effekter och instabiliteter. Penetreringen av solvindsplasma kan åtföljas av norrsken på dagen i jonosfären på hög latitud. I synnerhet leder skarpa förändringar i parametrarna för det interplanetära mediet till utvecklingen av sådana instabiliteter. Detta manifesteras i beroendet av norrskens frekvens och intensitet på nivån av solaktivitet.
En del av plasman som trängde in i magnetosfären bildar planetens strålningsbälte och plasmaskiva.
I solsystemet, förutom jorden , har de flesta planeter en magnetosfär. Men varken Venus eller Mars har det.
Jordens magnetosfär
Jordens magnetosfär har en komplex form. Från den sida som är vänd mot solen varierar avståndet till dess gräns beroende på solvindens intensitet och är cirka 70 000 km (10–12 jordradier Re, där Re = 6371 km, (avståndet betraktas från centrum av Jorden). Gränsen för magnetosfären, eller magnetopaus, från solens sida, den liknar en projektil till formen och, enligt grova uppskattningar, ligger den på ett avstånd av cirka 15 Re. På nattsidan, jordens magnetosfär förlängs med en lång cylindrisk svans (magnetisk svans), vars radie är cirka 20–25 Re. Svansen är förlängd till ett avsevärt avstånd - mycket mer än 200 Re, och var den slutar är okänt.
Många manifestationer av rymdväder är förknippade med närvaron av magnetosfären , såsom geomagnetisk aktivitet , geomagnetiska stormar och substormar .
Magnetosfären ger skydd utan vilket liv på jorden inte skulle vara möjligt. Mars, som har ett mycket litet magnetfält, tros ha förlorat mycket av sina tidigare hav och atmosfär till solvinden. Av samma anledning tros Venus ha förlorat det mesta av sitt vatten - på grund av att solvinden fört ut i rymden [1] . Närvaron av ett magnetfält skyddar inte så mycket från borttagandet av atmosfäriska komponenter av solvinden, utan snarare från nedbrytningen av komplexa atmosfäriska komponenter genom joniserande strålning till individuella atomer och joner, som lättare lämnar planetens jonosfär.
Allmän information
Formen, strukturen och dimensionerna av jordens magnetosfär bestäms av två huvudfaktorer:
- Jordens magnetiska fält - i en första approximation, kan approximeras av fältet av en magnetisk stav, en magnetisk dipol , lutande med cirka 11 ° med avseende på jordens rotationsaxel, även om det finns övertoner av högre ordning, som först påpekades av Carl Friedrich Gauss . Storleken på jordens dipolfält är 0,3-0,6 Gauss på jordens yta, och detta värde minskar i proportion till kuben av avståndet, det vill säga på ett avstånd H från jordens yta är det bara 1 / ( R + H)³ av magnetfältet på ytan. Så, på ett avstånd från ytan lika med jordens radie R, kommer fältstyrkan att minska med 8 gånger. Magnetfältsövertoner av högre ordning avtar ännu snabbare, så att med avståndet börjar dipolens magnetfält dominera jordens magnetosfär.
- Solvinden är en snabb ström av het plasma som rör sig bort från solen i alla riktningar. Den typiska hastigheten för solvinden vid gränsen till jordens magnetosfär är 300–800 km/s. Solvinden består av protoner , alfapartiklar och elektroner , så den är totalt sett nästan neutral. Solvinden genomborras av det interplanetära magnetfältet, som huvudsakligen är solens magnetfält , som bärs av solvindens plasma över långa avstånd.
Stjärnmagnetosfärer
Stjärnmagnetosfärernas inflytande på ackretionsprocesserna på dem är mest betydande. Det fria fallet av plasma på en stjärna stoppas av dess magnetfält på ett avstånd av dess Alfven-radie, det vill säga vid magnetosfärens gräns, medan ansamlingen riktas mot stjärnans magnetiska poler.
Anteckningar
- ↑ F. Six (1996-09-04). "Solvinden skulle sjunga vår atmosfär om det inte vore för vårt magnetfält." NASA Space Plasma Physics Branch Pages . Hämtad 27 oktober 2009. Arkiverad från originalet 2 oktober 2009. . Hämtad 2009-10-27.
Länkar
- Modellera jordens magnetosfär med hjälp av rymdfarkostmagnetometerdata
 Ordböcker och uppslagsverk | |
|---|---|
| I bibliografiska kataloger |
| Jordens skal | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Extern |  | ||||||
| Inre |
| ||||||