Магнітосфера, наука, fandom powered by wikia
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. яка 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, що мають власне магнітне поле, мають магнітосферою: Земля. Юпітер. Сатурн. Уран і Нептун. Меркурій і Марс мають дуже слабкими магнітосфера, а також Ганімед. один із 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 зірок. пульсарів і ін.
Історія відкриття Правити
Межі магнітосфери Правити
Кордон магнітосфери (магнітопауза) визначається умовою рівності тисків магнітного поля і набігає плазми, тобто радіус магнітосфери (альфвеновськой радіус) визначається співвідношенням
,
де - магнітне поле небесного тіла, і - відповідно щільність і швидкість потоку, що набігає плазми.
Магнітосфери планет Правити
У разі набігаючого потоку плазми, наприклад, в разі 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 магнітопауза, іменовані денними полярними Каспії. або внаслідок гідромагнітних ефектів і неустойчивостей. Проникнення плазми сонячного вітру може супроводжуватися денними полярними сяйвами в високоширотної іоносфері. До розвитку таких неустойчивостей призводять, зокрема, різкі зміни параметрів міжпланетної середовища. Це проявляється в залежності частоти та інтенсивності полярних сяйв від рівня сонячної активності.
Частина плазми, яка проникла в магнітосферу, утворює радіаційний пояс планети і плазмовий шар.
У Сонячній системі, крім Землі. магнітосфера є у більшості планет.
Магнітосфера Землі Правити
Магнітосфера Землі має складну форму. З боку, зверненої до Сонця, відстань до її кордону варіюється в залежності від інтенсивності сонячного вітру і становить 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 значне рас стояння - набагато більше, ніж 200 Re, і де він закінчується - невідомо.
Магнітосфера забезпечує захист, без якої життя на Землі було б неможливе. Марс, магнітне поле якого дуже мало, як вважають, втратив значну частину своїх колишніх океанів і атмосфери за рахунок впливу сонячного вітру. З тієї ж причини, як вважають, Венера втратила більшу частину своїх вод - за рахунок виносу сонячним вітром в космос [1].
Загальні відомості Правити
Форму, структуру і розміри магнітосфери Землі визначають два головні чинники:
- Магнітне поле Землі - в 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 Гаус. Величина дипольного поля Землі 0,3-0,6 Гаусса на земній поверхні, і ця величина зменшується пропорційно кубу відстані, тобто на відстані H від поверхні Землі вона становить лише 1 / (R + H) ³ від магнітного поля на поверхні. Так, на відстані від поверхні, рівному радіусу Землі R, напруженість поля зменшиться в 8 разів. Гармоніки магнітного поля більш високого порядку зменшуються ще швидше, таким чином, з відстанню магнітне поле диполя починає переважати в магнітосфері Землі.
- Сонячний вітер - являє собою швидкий потік гарячої плазми, що йде від Сонця в усіх напрямках. Типова швидкість сонячного вітру на межі земної магнітосфери 300-800 км / с. Сонячний вітер складається з протонів. альфа-частинок і електронів. так що в цілому він квазі-нейтральний. Сонячний вітер пронизаний міжпланетним магнітним полем, яке представляє собою головним чином магнітне поле Сонця. переноситься плазмою сонячного вітру на далекі відстані.
Магнітосфери зірок Правити
Найбільш істотний вплив магнітосфер зірок на процеси акреції на них. Вільне падіння плазми на зірку зупиняється її магнітним полем на відстані її альфвеновськой радіуса, тобто на кордоні магнітосфери, аккреция при цьому прямує на магнітні полюси зірки.