ЗЕМЉИНА МАГНЕТОСФЕРА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ГАСОВИ - ФИЗИЧКИ - 2025

Магнетоспхере Земље је магнетна коверта планете против струје наелектрисаних честица које Сунце емитује непрекидно. Настаје услед интеракције између сопственог магнетног поља и соларног ветра.

То није јединствено својство Земље, јер постоји много других планета у Сунчевом систему који имају своје магнетно поље попут: Јупитер, Меркур, Нептун, Сатурн или Уран.

Слика 1. Земљина магнетосфера и њена интеракција са соларним ветром. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Тај ток материје који струји из спољних слојева наше звезде, то чини у облику разређене материје, назване плазма. Ово се сматра четвртим стањем материје, слично гасовитом стању, али у којем су високе температуре честицама дале електрични набој. Састоји се углавном од протона и слободних електрона.

Соларна корона емитује ове честице са толико енергије да могу непрестано да тече из гравитације. То је такозвани соларни ветар који има своје магнетно поље. Његов утицај се шири широм Сунчевог система.

Захваљујући интеракцији између сунчевог ветра и геомагнетног поља, формирана је прелазна зона која затвара Земљину магнетосферу.

Соларни ветар, који има велику електричну проводљивост, одговоран је за изобличење магнетног поља Земље и притиска га на страну окренуту ка Сунцу. Та се страна назива дневна страна. На супротној или ноћној страни поље се одмиче од Сунца и његове се линије протежу формирајући својеврсни реп.

карактеристике

- Области магнетног утицаја

Соларни ветар модификује магнетне линије Земље. Да није њега, линије би се прошириле до бесконачности, као да је бар магнет. Интеракција између сунчевог ветра и Земљиног магнетног поља ствара три региона:

1) Међупланетарна зона у којој се не опажа утицај Земљиног магнетног поља.

2) Магнетофунда или магнетна овојница је подручје где се дешава интеракција између земаљског поља и соларног ветра.

3) Магнетосфера је област свемира која садржи Земљино магнетно поље.

Магнетни поклопац су ограничене двема веома важним површинама: магнетопаузом и шокном фронтом.

Слика 2. Структура магнетосфере. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Магнетопауза је гранична површина магнетосфере, отприлике 10 радијуса Земље на дневној страни, али може се даље компримовати, посебно када се из соларне короне испуше велике количине масе.

Са своје стране, ударни предњи или ударни лук је површина која одваја магнетни омотач од интерпланетарне зоне. На овој ивици магнетни притисак почиње да успорава честице соларног ветра.

- Унутрашњост магнетосфере

На дијаграму на слици 2, у магнетосфери или шупљини која садржи Земљино магнетно поље, разликују се добро диференцирана подручја:

- Пласмасфера

- Плазма лист

- Магнето или магнетни лепак

- Неутрална тачка

Плазма сфера

Плазмасфера је подручје формирано плазмом честица из ионосфере. Честице које долазе директно из соларне короне које су се успеле увући у њих такође ће се зауставити.

Сви они формирају плазму која није тако енергична као соларна ветра.

Овај регион почиње 60 км изнад земљине површине и простире се до 3 или 4 пута више од полумјера земље, укључујући и ионосферу. Плазмасфера се ротира поред Земље и делимично се преклапа са чувеним Ван Алленовим појасевима зрачења.

Магнето лепак и плазма плоча

Промена смера земаљског поља услед сунчевог ветра потиче од магнетотаксића, а такође и од забрањене зоне између линија магнетног поља супротних смера: плазма плоча, позната и као тренутни лист, дебљине неколико земаљских радијуса .

Неутрална тачка

Коначно, неутрална тачка је место где се интензитет магнетне силе потпуно поништава. Један од њих је приказан на слици 2, али има их и више.

Између дневног и ноћног дела магнетопаузе постоји дисконтинуитет, назван врх, где се линије магнетне силе конвергирају према половима.

Узрок је северног светла, јер се честице соларног ветра окрећу у спиралу пратећи магнетне линије. Тако успевају да дођу до горње атмосфере стубова, јонизују ваздух и формирају плазме које емитују јарко обојену светлост и Кс-зраке.

Гасови

Магнетосфера садржи значајне количине плазме: јонизовани гас ниске густине састављен од позитивних јона и негативних електрона, у пропорцијама тако да је целина готово неутрална.

Густина плазме је веома променљива, креће се од 1 до 4000 честица по кубном центиметру, зависно од подручја.

Гасови који потичу из плазме магнетосфере потичу из два извора: соларног ветра и земаљске ионосфере. Ови гасови формирају плазму у магнетосфери коју чине:

- Електрони

- протони и 4%

- алфа честице (хелијум јони)

Унутар ових гасова настају сложене електричне струје. Интензитет плазме струје у магнетосфери је приближно 2 к 10 ²⁶ јона у секунди.

На исти начин то је веома динамична структура. На пример, унутар плазмасфере, полуживот плазме је неколико дана и њено кретање је углавном ротационо.

Супротно томе, у више спољних подручја плазме, полу-живот је сат, а његово кретање зависи од соларног ветра.

Гасови соларног ветра

Соларни ветар долази из соларне короне, спољног слоја наше звезде, који је на температури од неколико милиона Келвина. Млазови јона и електрона пуцају одатле и распршују се по простору брзином од 10 ⁹ кг / с или 10 ³⁶ честица у секунди.

Врло врући гасови који долазе из соларног ветра препознају се по садржају јона водоника и хелијума. Један део успева да уђе у магнетосферу кроз магнетопаузу, кроз феномен који се назива магнетна реконекција.

Соларни ветар представља извор губитка материје и сунчев угао, што је део његове еволуције као звезда.

Гасови из ионосфере

Главни извор плазме у магнетосфери је ионосфера. Тамо претежни гасови представљају кисеоник и водоник који потичу из земљине атмосфере.

У ионосфери пролазе процес јонизације због ултраљубичастог зрачења и другог високоенергетског зрачења, углавном са Сунца.

Плазма ионосфере је хладнија од сунчевог ветра, међутим мали део њених брзих честица је способан да превазиђе гравитацију и магнетно поље, као и да уђе у магнетосферу.

Референце

1. ИЛЦЕ Дигитална библиотека. Сунце и земља. Олујна веза. Опоравак од: Библиотецадигитал.илце.еду.мк.
2. ПОТ. Реп магнетосфере. Опоравак од: споф.гсфц.наса.гов.
3. ПОТ. Магнетопауза. Преузето са: споф.гсфц.наса.гов.
4. Остер, Л. 1984. Савремена астрономија. Редакција Реверте.
5. Википедиа. Магнетосфера. Опоравак од: ен.википедиа.орг.
6. Википедиа. Соларни ветар. Опоравак од: ес.википедиа.орг.