магнитосфера
В астрономии и планетологии магнитосфера — это область пространства, окружающая астрономический объект , в которой на заряженные частицы воздействует магнитное поле этого объекта . [1] [2] Он создан небесным телом с активным внутренним динамо .
В космической среде вблизи планетарного тела магнитное поле напоминает магнитный диполь . Дальше силовые линии могут быть значительно искажены потоком электропроводящей плазмы , испускаемой Солнцем (то есть солнечным ветром ) или ближайшей звездой. [3] [4] Планеты, имеющие активные магнитосферы, как и Земля, способны смягчать или блокировать воздействие солнечной радиации или космического излучения , что также защищает все живые организмы от потенциально пагубных и опасных последствий. Это изучается в рамках специализированных научных дисциплин физики плазмы ,космическая физика и аэрономия .
Изучение магнитосферы Земли началось в 1600 году, когда Уильям Гилберт обнаружил, что магнитное поле на поверхности Земли напоминает магнитное поле терреллы , маленькой намагниченной сферы. В 1940-х годах Уолтер М. Эльзассер предложил модель теории динамо , которая приписывает магнитное поле Земли движению внешнего железного ядра Земли . Благодаря использованию магнитометров ученые смогли изучить изменения магнитного поля Земли в зависимости от времени, широты и долготы.
С конца 1940-х годов для изучения космических лучей использовались ракеты . В 1958 году был запущен Explorer 1 , первая из серии космических миссий Explorer, для изучения интенсивности космических лучей над атмосферой и измерения колебаний этой активности. Эта миссия наблюдала существование радиационного пояса Ван Аллена (расположенного во внутренней области магнитосферы Земли), а следующий за ним Explorer 3 в том же году окончательно доказал его существование. Также в 1958 году Юджин Паркер предложил идею солнечного ветра , а термин «магнитосфера» был предложен Томасом Голдом .в 1959 году, чтобы объяснить, как солнечный ветер взаимодействует с магнитным полем Земли. Более поздняя миссия Explorer 12 в 1961 году во главе с наблюдением Кэхилла и Амазина в 1963 году внезапного уменьшения напряженности магнитного поля вблизи полуденного меридиана позже была названа магнитопаузой . К 1983 году International Cometary Explorer наблюдал хвост магнитосферы или отдаленное магнитное поле. [4]
Магнитосферы зависят от нескольких переменных: типа астрономического объекта, природы источников плазмы и импульса, периода вращения объекта, характера оси, вокруг которой вращается объект, оси магнитного диполя и магнитуды. и направление потока солнечного ветра .
Планетарное расстояние, на котором магнитосфера может противостоять давлению солнечного ветра, называется расстоянием Чепмена-Ферраро. Это удобно моделировать формулой, где представляет собой радиус планеты, представляет магнитное поле на поверхности планеты на экваторе и представляет скорость солнечного ветра:
