Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Магнітосфера



План:


Введення

Магнітосфера - область простору навколо небесного тіла, в якій поведінка навколишнього тіло плазми визначається магнітним полем цього тіла.

Альтернативне визначення: Магнітосфера - область простору навколо планети або іншого намагніченого небесного тіла, що утворюється, коли потік заряджених частинок, наприклад сонячного вітру, відхиляється від своєї первісної траєкторії під впливом внутрішнього магнітного поля цього тіла.

Форма і розміри магнітосфери визначаються силою внутрішнього магнітного поля цього небесного тіла і тиском навколишнього плазми (сонячного вітру). Всі планети, які мають власне магнітне поле, мають магнітосферою: Земля, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Меркурій і Марс мають дуже слабкими магнітосфера, а також Ганімед, один з супутників Юпітера (але його магнітосфера цілком знаходиться в межах магнітосфери Юпітера, що призводить до їх складним внутрішнім взаємодій). Іоносфери слабо намагнічених планет, як наприклад Венера, частково відхиляють потік сонячного вітру, але вони не мають магнітосфери як такої.

Термін магнітосфера також використовується для опису регіонів, де домінує магнітне поле інших небесних тіл, наприклад зірочок, пульсарів і пр.


1. Історія відкриття

2. Межі магнітосфери

Кордон магнітосфери ( магнітопауза) визначається умовою рівності тисків магнітного поля і набігає плазми, тобто радіус магнітосфери (альвеновскій радіус \! r_A ) Визначається співвідношенням

{1 \ over {8 \ pi}} B ^ 2 (r_A) = {1 \ over 2} \ rho V ^ 2 (r_A) ,

де \! B - Магнітне поле небесного тіла, \! \ Rho і \! V - Відповідно щільність і швидкість потоку набігає плазми.


3. Магнітосфери планет

Деформація магнітосфери планети зоряним вітром

У разі набігаючого потоку плазми, наприклад, у випадку взаємодії власного магнітного поля планети з сонячним вітром, магнітосфера представляє порожнину досить складної форми, обтічну сонячним вітром.

Проникнення плазми в магнітосферу Землі відбувається безпосередньо через проміжки між замкнутими і "розімкнутими" магнітними силовими лініями в магнітопаузи, іменовані денними полярними Каспії, або внаслідок гідромагнітная ефектів і нестійкостей. Проникнення плазми сонячного вітру може супроводжуватися денними полярними сяйвами в високоширотної іоносфері. До розвитку таких нестійкостей призводять, зокрема, різкі зміни параметрів міжпланетної середовища. Це проявляється в залежності частоти та інтенсивності полярних сяйв від рівня сонячної активності.

Частина плазми, що проникла в магнітосферу, утворює радіаційний пояс планети (пояс Ван Аллена) і плазмовий шар.

У Сонячній системі, крім Землі, магнітосфера є у більшості планет.


4. Магнітосфера Землі

Магнітосфера Землі має складну форму. З боку, зверненої до Сонця, відстань до її кордону варіюється залежно від інтенсивності сонячного вітру і складає близько 70000 км (10-12 радіусів Землі Re, де Re = 6371 км, (відстань вважається від центру Землі). Кордон магнітосфери, або магнітопауза , з боку Сонця за формою нагадує снаряд і за приблизними оцінками знаходиться на відстані близько 15 Re. З нічного боку магнітосфера Землі витягується довгим циліндричним хвостом (магнітний хвіст), радіус якого складає близько 20-25 Re. Хвіст витягується на значну відстань - набагато більше , ніж 200 Re, і де він закінчується - не відомо.

З наявністю магнітосфери пов'язані багато прояви Космічної погоди, такі як геомагнітна активність, геомагнітна буря і суббурі.

Магнітосфера забезпечує захист, без якої життя на Землі могло б не вижити. Марс, магнітне поле якого дуже мало, як вважають втратив значну частину своїх колишніх океанів і атмосфери в космос частково за рахунок прямого впливу сонячного вітру. З тієї ж причини, як вважають, Венера втратила більшу частину своїх вод в космос - за рахунок виносу сонячним вітром. [1]


5. Загальні відомості

Форму, структуру і розміри магнітосфери Землі визначають два головні чинники:

  1. Магнітне поле Землі - у першому наближенні може бути апроксимувати полем магнітного стержня, магнітного диполя, нахиленого приблизно на 11 по відношенню до осі обертання Землі, хоча існують і гармоніки більш високого порядку, як вперше вказав Карл Фрідріх Гаусс. Величина дипольного поля Землі 0.3-0.6 Гауса на земній поверхні, і ця величина зменшується обернено пропорційно кубу відстані, тобто на відстані R від Землі воно становить тільки 1 / R від магнітного поля на поверхні. Гармоніки магнітного поля більш високого порядку убувають ще швидше, таким чином з відстанню магнітне поле диполя стає переважаючим в магнітосфері Землі.
  2. Сонячний вітер - являє собою швидкий потік гарячої плазми, що йде від Сонця у всіх напрямках. Типова швидкість сонячного вітру на межі земної магнітосфери 300-800 км / с. Сонячний вітер складається з протонів, альфа-часток і електронів, так що в цілому він квазі-нейтральний. Сонячний вітер пронизаний міжпланетним магнітним полем, яке є головним чином магнітне поле Сонця, переносний плазмою сонячного вітру на далекі відстані.

6. Магнітосфери зірочок

Найбільш істотно вплив магнітосфер зірок на процеси акреції на них. Вільне падіння плазми на зірку зупиняється її магнітним полем на відстані її альвеновского радіуса, тобто на кордоні магнітосфери, акреція при цьому спрямовується на магнітні полюси зірки.

Примітки

  1. F. Six (1996-09-04). "Solar wind would singe our atmosphere if not for our magnetic field". NASA Space Plasma Physics Branch Pages. http://science.nasa.gov/ssl/pad/sppb/Edu/magnetosphere/mag4.html - science.nasa.gov/ssl/pad/sppb/Edu/magnetosphere/mag4.html . Retrieved 2009-10-27.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru