Magnetosféra
Magnetosféra (od "magnetická koule") - oblast prostoru kolem nebeského tělesa, ve které je chování plazmatu obklopujícího těleso určeno magnetickým polem tohoto tělesa.
Další definice: magnetosféra - prostorová oblast kolem planety nebo jiného zmagnetizovaného nebeského tělesa , která vzniká, když se proud nabitých částic , například sluneční vítr , odchýlí od své původní trajektorie pod vlivem vnitřního magnetického pole tohoto tělo.
Tvar a rozměry magnetosféry jsou určeny silou vnitřního magnetického pole tohoto nebeského tělesa a tlakem okolního plazmatu (sluneční vítr). Všechny planety, které mají své vlastní magnetické pole, mají magnetosféru: Země , Jupiter , Saturn , Uran a Neptun . Merkur a Mars mají velmi slabé magnetosféry, stejně jako Ganymede , jeden z Jupiterových měsíců (ale jeho magnetosféra leží zcela uvnitř Jupiterovy magnetosféry, což vede k jejich komplexním vnitřním interakcím). Ionosféry slabě magnetizovaných planet, jako je Venuše , částečně odklánějí proudění slunečního větru, ale nemají magnetosféru jako takovou.
Termín magnetosféra se také používá k popisu oblastí , kde dominuje magnetické pole jiných nebeských těles, jako jsou hvězdy , pulsary atd .
Hranice
Hranice magnetosféry ( magnetopauza ) je určena podmínkou, že tlaky magnetického pole a přicházejícího plazmatu jsou stejné, to znamená, že poloměr magnetosféry ( Alfvén radius ) je určen vztahem
,
kde je magnetické pole nebeského tělesa a jsou hustota a rychlost přicházejícího proudu plazmy .
Planetární magnetosféry
V případě přicházejícího proudu plazmatu, například v případě interakce vlastního magnetického pole planety se slunečním větrem, je magnetosféra dutinou poměrně složitého tvaru, kterou obtéká sluneční vítr.
K pronikání plazmatu do zemské magnetosféry dochází přímo mezerami mezi uzavřenými a „otevřenými“ siločárami magnetického pole v magnetopauze, nazývanými denní polární hroty , nebo v důsledku hydromagnetických efektů a nestabilit. Průnik plazmatu slunečního větru může být doprovázen denními polárními zářemi v ionosféře vysokých zeměpisných šířek. Zejména prudké změny parametrů meziplanetárního prostředí vedou k rozvoji takových nestabilit. To se projevuje v závislosti frekvence a intenzity polárních září na úrovni sluneční aktivity.
Část plazmy, která pronikla do magnetosféry, tvoří radiační pás planety a plazmový plát.
Ve sluneční soustavě má kromě Země většina planet magnetosféru. Ale to nemá ani Venuše, ani Mars.
Magnetosféra Země
Magnetosféra Země má složitý tvar. Ze strany přivrácené ke Slunci se vzdálenost k jeho hranici mění v závislosti na intenzitě slunečního větru a je asi 70 000 km (10–12 poloměrů Země Re, kde Re = 6371 km, (vzdálenost je uvažována od středu slunečního větru). Země). Hranice magnetosféry neboli magnetopauzy ze strany Slunce připomíná tvarem projektil a podle hrubých odhadů se nachází ve vzdálenosti asi 15 Re. Na noční straně magnetosféra Země je prodloužený dlouhým válcovým ocasem (magnetickým ocasem), jehož poloměr je asi 20–25 Re. Ocas je natažen do značné vzdálenosti - mnohem více než 200 Re, a kde končí, není známo.
Mnoho projevů vesmírného počasí je spojeno s přítomností magnetosféry , jako je geomagnetická aktivita , geomagnetické bouře a subbouře .
Magnetosféra poskytuje ochranu, bez které by život na Zemi nebyl možný. Předpokládá se, že Mars, který má velmi malé magnetické pole, ztratil velkou část svých bývalých oceánů a atmosféry slunečním větrem. Ze stejného důvodu se předpokládá, že Venuše ztratila většinu svých vod – kvůli odstranění slunečního větru do vesmíru [1] . Přítomnost magnetického pole nechrání ani tak před odstraňováním složek atmosféry slunečním větrem, jako spíše před rozkladem složitých složek atmosféry ionizujícím zářením na jednotlivé atomy a ionty, které snadněji opouštějí ionosféru planety.
Obecné informace
Tvar, struktura a rozměry zemské magnetosféry jsou určeny dvěma hlavními faktory:
- Zemské magnetické pole - v první aproximaci může být aproximováno polem magnetické tyče, magnetického dipólu , nakloněného asi 11° vzhledem k ose rotace Země, ačkoli existují harmonické vyšší řády, jak poprvé poukázal na Carl Friedrich Gauss . Velikost dipólového pole Země je na zemském povrchu 0,3-0,6 Gauss a tato hodnota klesá úměrně třetí mocnině vzdálenosti, to znamená, že ve vzdálenosti H od povrchu Země je to pouze 1 / ( R + H)³ magnetického pole na povrchu. Takže ve vzdálenosti od povrchu rovné poloměru Země R se intenzita pole sníží 8krát. Harmonické složky magnetického pole vyšších řádů se rozpadají ještě rychleji, takže se vzdáleností začíná magnetické pole dipólu ovládat zemskou magnetosféru.
- Sluneční vítr je rychlý proud horké plazmy pohybující se od Slunce všemi směry. Typická rychlost slunečního větru na hranici zemské magnetosféry je 300–800 km/s. Sluneční vítr se skládá z protonů , alfa částic a elektronů , takže je celkově kvazi-neutrální. Sluneční vítr je proražen meziplanetárním magnetickým polem, což je hlavně magnetické pole Slunce , přenášené plazmou slunečního větru na velké vzdálenosti.
Hvězdné magnetosféry
Nejvýraznější je vliv hvězdných magnetosfér na procesy akrece na nich. Volný pád plazmatu na hvězdu je zastaven jejím magnetickým polem ve vzdálenosti jejího Alfvenova poloměru, tedy na hranici magnetosféry, zatímco akrece směřuje k magnetickým pólům hvězdy.
Poznámky
- ↑ F. Six (1996-09-04). "Solární vítr by ožehl naši atmosféru, nebýt našeho magnetického pole." Odvětvové stránky fyziky vesmírného plazmatu NASA . Získáno 27. října 2009. Archivováno z originálu 2. října 2009. . Získáno 27. 10. 2009.
Odkazy
- Modelování zemské magnetosféry pomocí dat magnetometru kosmické lodi
 Slovníky a encyklopedie | |
|---|---|
| V bibliografických katalozích |
| Skořápky Země | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Externí |  | ||||||
| Vnitřní |
| ||||||