ZEMES MAGNETOSFĒRA: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, GĀZES - FIZISKĀ - 2025

Zemes magnetosfēra ir planētas magnētiskais apvalks pret uzlādēto daļiņu strāvu, ko Saule izstaro nepārtraukti. To izraisa mijiedarbība starp paša magnētisko lauku un Saules vēju.

Tas nav unikāls Zemes īpašums, jo Saules sistēmā ir daudz citu planētu, kurām ir savs magnētiskais lauks, piemēram: Jupiters, Merkurs, Neptūns, Saturns vai Urāns.

1. attēls. Zemes magnetosfēra un tās mijiedarbība ar Saules vēju. Avots: Wikimedia Commons.

Šī matērijas straume, kas plūst no mūsu zvaigznes ārējiem slāņiem, to dara saīsinātas vielas veidā, ko sauc par plazmu. To uzskata par ceturto matērijas stāvokli, līdzīgu gāzveida stāvoklim, bet kurā augsta temperatūra daļiņām ir nodrošinājusi elektrisko lādiņu. Tas sastāv galvenokārt no protoniem un brīvajiem elektroniem.

Saules korona izdala šīs daļiņas ar tik lielu enerģiju, ka nepārtrauktā plūsmā tās var izbēgt no gravitācijas. Tas ir tā saucamais saules vējš, kam ir savs magnētiskais lauks. Tās ietekme sniedzas visā Saules sistēmā.

Pateicoties saules vēja un ģeomagnētiskā lauka mijiedarbībai, veidojas pārejas zona, kas norobežo Zemes magnetosfēru.

Saules vējš, kam ir augsta elektriskā vadītspēja, ir atbildīgs par Zemes magnētiskā lauka kropļošanu un saspiež to pusē, kas vērsta pret Sauli. Šo pusi sauc par dienas pusi. Pretējā vai nakts pusē lauks attālinās no Saules un tā līnijas izstiepjas, veidojot sava veida asti.

raksturojums

- magnētiskās ietekmes zonas

Saules vējš modificē Zemes magnētiskā lauka līnijas. Ja ne viņam, līnijas tiktu izvērstas līdz bezgalībai, it kā tas būtu stieņa magnēts. Saules vēja un Zemes magnētiskā lauka mijiedarbība rada trīs reģionus:

1) Starpplanētu zona, kurā Zemes magnētiskā lauka ietekme nav jūtama.

2) magnētofunda vai magnētiskā apvalka, kas ir zona, kurā notiek mijiedarbība starp sauszemes lauku un Saules vēju.

3) Magnetosfēra ir kosmosa reģions, kurā atrodas Zemes magnētiskais lauks.

Magnēta pārsegu ierobežo divas ļoti svarīgas virsmas: magnetopauze un trieciena priekšpuse.

2. attēls. Magnetosfēras uzbūve. Avots: Wikimedia Commons.

Magnetopauze ir magnētosfēras robežas virsma, aptuveni 10 Zemes rādiusā dienas pusē, bet to var vēl vairāk saspiest, it īpaši, ja no Saules korona izplūst liels masas daudzums.

Savukārt trieciena priekšpuse vai trieciena loka ir virsma, kas atdala magneto apvalku no starpplanētu zonas. Tieši šajā malā magnētiskais spiediens sāk palēnināt saules vēja daļiņas.

- Magnetosfēras iekšpuse

Diagrammā 2. attēlā magnetosfērā vai dobumā, kas satur Zemes magnētisko lauku, ir labi izdalīti apgabali:

- plazmasfēra

- Plazmas lapa

- Magneto līme vai magnētiskā līme

- neitrāls punkts

Plazmas sfēra

Plazmasfēra ir apgabals, ko veido jonu sfēras daļiņu plazma. Tajā apstāsies arī daļiņas, kas nāk tieši no saules koronas un kurām ir izdevies ielīst.

Visi no tiem veido plazmu, kas nav tik enerģiska kā saules vējš.

Šis reģions sākas 60 km virs zemes virsmas un sniedzas līdz pat 3 vai 4 reizes virs zemes rādiusa, ieskaitot jonosfēru. Plasmasfēra rotē līdzās Zemei un daļēji pārklājas ar slavenajām Van Allena radiācijas jostām.

Magneto līme un plazmas loksne

Zemes lauka virziena maiņa saules vēja ietekmē rada magnētisko asti un arī norobežotu zonu starp magnētiskā lauka līnijām ar pretējiem virzieniem: plazmas loksne, kas pazīstama arī kā strāvas loksne, ar vairāku zemes rādiusu biezu .

Neitrāls punkts

Visbeidzot, neitrālais punkts ir vieta, kur magnētiskā spēka intensitāte tiek pilnībā atcelta. Viens no tiem ir parādīts 2. attēlā, bet ir arī vairāk.

Starp dienas un nakts magnetopauzes daļu ir pārtraukums, ko sauc par galu, un kurā magnētiskā spēka līnijas saplūst ar poliem.

Tas ir ziemeļblāzmas iemesls, jo Saules vēja daļiņas rotē spirālē pēc magnētiskajām līnijām. Tādējādi viņiem izdodas sasniegt polu augšējo atmosfēru, jonizējot gaisu un veidojot plazmas, kas izstaro spilgtas krāsas gaismu un rentgenstarus.

Gāzes

Magnetosfērā ir ievērojams daudzums plazmas: zema blīvuma jonizēta gāze, kas sastāv no pozitīviem joniem un negatīviem elektroniem tādās proporcijās, ka viss ir gandrīz neitrāls.

Plazmas blīvums ir ļoti mainīgs, atkarībā no laukuma - no 1 līdz 4000 daļiņām uz kubikcentimetru.

Gāzes, no kurām rodas magnetosfēras plazma, nāk no diviem avotiem: saules vēja un sauszemes jonosfēras. Šīs gāzes magnetosfērā veido plazmu, ko veido:

- Elektroni

- protoni un 4% no

- alfa daļiņas (hēlija joni)

Šajās gāzēs rodas sarežģītas elektriskās strāvas. Plazmas strāvas intensitāte magnetosfērā ir aptuveni 2 x 10 ²⁶ joni sekundē.

Tādā pašā veidā tā ir ļoti dinamiska struktūra. Piemēram, plazmasfērā plazmas eliminācijas pusperiods ir vairākas dienas, un tās kustība galvenokārt ir rotācijas kustība.

Turpretī vairākos ārējos plazmas loksnes reģionos pussabrukšanas periods ir stundas, un tā kustība ir atkarīga no saules vēja.

Saules vēja gāzes

Saules vējš nāk no saules koronas, mūsu zvaigznes ārējā slāņa, kas atrodas dažu miljonu Kelvina temperatūrā. Jonu un elektronu strūklas no turienes izšauj un izkliedē kosmosu ar ātrumu 10 ⁹ kg / s vai 10 ³⁶ daļiņas sekundē.

Ļoti karstās gāzes, kas nāk no saules vēja, atpazīst pēc ūdeņraža un hēlija jonu satura. Vienai daļai izdodas iekļūt magnetosfērā caur magnetopauzi caur parādību, ko sauc par magnētisko atkārtotu savienojumu.

Saules vējš ir vielas zuduma un Saules leņķiskā impulsa avots, kas ir daļa no tās evolūcijas kā zvaigzne.

Gāzes no jonosfēras

Galvenais plazmas avots magnetosfērā ir jonosfēra. Tur pārsvarā gāzes ir skābeklis un ūdeņradis, kas nāk no zemes atmosfēras.

Jonosfērā viņi iziet jonizācijas procesu ultravioletā starojuma un cita augstas enerģijas starojuma dēļ, galvenokārt no Saules.

Jonosfēras plazma ir aukstāka nekā Saules vējā, tomēr neliela tās ātro daļiņu daļa spēj pārvarēt smagumu un magnētisko lauku, kā arī iekļūt magnetosfērā.

Atsauces

1. ILCE digitālā bibliotēka. Saule un Zeme. Vētrainas attiecības. Atgūts no: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
2. POT. Magnetosfēras aste. Atgūts no: spof.gsfc.nasa.gov.
3. POT. Magnetopauze. Saturs iegūts no: spof.gsfc.nasa.gov.
4. Osters, L. 1984. Mūsdienu astronomija. Redakcijas reverss.
5. Wikipedia. Magnetosfēra. Atgūts no: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Saules vējš. Atgūts no: es.wikipedia.org.