สนามแม่เหล็กของโลก: ลักษณะโครงสร้างก๊าซ - กายภาพ - 2026

สนามแม่เหล็กของโลกเป็นซองแม่เหล็กของดาวเคราะห์กับปัจจุบันของอนุภาคมีประจุที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่อง มันเกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของมันเองกับลมสุริยะ

ไม่ใช่คุณสมบัติเฉพาะของโลกเนื่องจากมีดาวเคราะห์อื่น ๆ อีกมากมายในระบบสุริยะที่มีสนามแม่เหล็กของตัวเองเช่นดาวพฤหัสบดีดาวพุธดาวเนปจูนดาวเสาร์หรือดาวยูเรนัส

รูปที่ 1. สนามแม่เหล็กของโลกและปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะ ที่มา: Wikimedia Commons

กระแสของสสารที่ไหลออกมาจากชั้นนอกของดาวของเราทำในรูปของสสารที่หายากเรียกว่าพลาสมา นี่ถือเป็นสถานะที่สี่ของสสารคล้ายกับสถานะของก๊าซ แต่ในอุณหภูมิที่สูงได้ให้ประจุไฟฟ้าแก่อนุภาค ประกอบด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอนอิสระเป็นหลัก

โซลาร์โคโรนาปล่อยอนุภาคเหล่านี้ออกมาด้วยพลังงานมากจนสามารถหลบหนีจากแรงโน้มถ่วงได้อย่างต่อเนื่อง เรียกว่าลมสุริยะซึ่งมีสนามแม่เหล็กของตัวเอง อิทธิพลของมันแผ่ขยายไปทั่วระบบสุริยะ

เนื่องจากการทำงานร่วมกันระหว่างลมสุริยะและสนามแม่เหล็กโลกทำให้เกิดเขตการเปลี่ยนแปลงที่ล้อมรอบสนามแม่เหล็กของโลก

ลมสุริยะซึ่งมีการนำไฟฟ้าสูงมีหน้าที่ทำให้สนามแม่เหล็กโลกบิดเบี้ยวและบีบอัดทางด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์ด้านนี้เรียกว่าด้านวัน ด้านตรงข้ามหรือด้านกลางคืนสนามจะเคลื่อนออกจากดวงอาทิตย์และเส้นของมันจะยืดออกกลายเป็นหางชนิดหนึ่ง

ลักษณะเฉพาะ

- พื้นที่ของอิทธิพลแม่เหล็ก

ลมสุริยะปรับเปลี่ยนเส้นสนามแม่เหล็กโลก ถ้าไม่ใช่สำหรับเขาเส้นจะขยายเป็นอนันต์ราวกับว่ามันเป็นแท่งแม่เหล็ก ปฏิสัมพันธ์ระหว่างลมสุริยะและสนามแม่เหล็กโลกก่อให้เกิดสามบริเวณ:

1) เขตระหว่างดาวเคราะห์ซึ่งไม่สามารถรับรู้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กโลกได้

2) Magnetofunda หรือ Magnetoenvelope เป็นพื้นที่ที่เกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามบกกับลมสุริยะ

3) แมกนีโตสเฟียร์คือพื้นที่ของอวกาศที่มีสนามแม่เหล็กโลก

ฝาปิดแม๊กถูก จำกัด ด้วยพื้นผิวที่สำคัญสองอย่างคือแมกนีโตพอสและหน้าช็อต

รูปที่ 2. โครงสร้างของแมกนีโตสเฟียร์ ที่มา: Wikimedia Commons

แมกนีโตสเฟียร์เป็นพื้นผิวขอบเขตของแมกนีโตสเฟียร์ซึ่งมีรัศมีโลกประมาณ 10 ด้านในด้านวัน แต่สามารถบีบอัดเพิ่มเติมได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมวลจำนวนมากหลั่งออกจากโคโรนาสุริยะ

ส่วนหน้าช็อตหรือส่วนโค้งช็อกคือพื้นผิวที่แยกปลอกแม๊กออกจากโซนระหว่างดาวเคราะห์ มันอยู่ที่ขอบนี้ซึ่งความดันแม่เหล็กเริ่มทำให้อนุภาคลมสุริยะช้าลง

- การตกแต่งภายในของแมกนีโตสเฟียร์

ในแผนภาพในรูปที่ 2 ในสนามแม่เหล็กหรือโพรงที่มีสนามแม่เหล็กของโลกพื้นที่ที่แตกต่างกันจะมีความโดดเด่น:

- พลาสมาสเฟียร์

- แผ่นพลาสม่า

- กาวแม๊กหรือกาวแม่เหล็ก

- จุดกลาง

พลาสม่าทรงกลม

พลาสเฟียร์เป็นพื้นที่ที่เกิดจากพลาสมาของอนุภาคจากไอโอโนสเฟียร์ อนุภาคที่มาจากโซลาร์โคโรนาโดยตรงที่สามารถแอบเข้ามาได้ก็จะหยุดอยู่ที่นั่นด้วย

พวกมันทั้งหมดก่อตัวเป็นพลาสม่าที่ไม่กระปรี้กระเปร่าเหมือนลมสุริยะ

บริเวณนี้เริ่มต้นขึ้น 60 กม. เหนือพื้นผิวโลกและขยายออกไป 3 หรือ 4 เท่าของรัศมีโลกรวมทั้งชั้นบรรยากาศชั้นบรรยากาศโลก พลาสมาสเฟียร์หมุนไปพร้อมกับโลกและบางส่วนทับซ้อนกับแถบรังสีแวนอัลเลนที่มีชื่อเสียง

กาวแม๊กและแผ่นพลาสม่า

การเปลี่ยนแปลงทิศทางของสนามบกอันเนื่องมาจากลมสุริยะต้นกำเนิดแมกนีโตเทลและยังมีพื้นที่ จำกัด ระหว่างเส้นสนามแม่เหล็กที่มีทิศทางตรงกันข้าม: แผ่นพลาสม่าหรือที่เรียกว่าแผ่นปัจจุบันซึ่งมีรัศมีพื้นผิวหนาหลายเส้น .

จุดกลาง

ในที่สุดจุดที่เป็นกลางคือสถานที่ที่ความเข้มของแรงแม่เหล็กถูกยกเลิกอย่างสมบูรณ์ หนึ่งในนั้นแสดงในรูปที่ 2 แต่มีมากกว่านั้น

ระหว่างช่วงกลางวันและกลางคืนของสนามแม่เหล็กจะมีความไม่ต่อเนื่องเรียกว่าจุดตัดซึ่งเส้นของแรงแม่เหล็กจะมาบรรจบกันที่ขั้ว

มันเป็นสาเหตุของแสงเหนือเนื่องจากอนุภาคของลมสุริยะหมุนเป็นเกลียวตามเส้นแม่เหล็ก ดังนั้นพวกมันจึงสามารถเข้าถึงบรรยากาศชั้นบนของเสาทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนและก่อตัวเป็นพลาสม่าที่เปล่งแสงสีสดใสและรังสีเอกซ์

ก๊าซ

สนามแม่เหล็กประกอบด้วยพลาสมาในปริมาณที่สามารถประเมินได้: ก๊าซไอออไนซ์ความหนาแน่นต่ำซึ่งประกอบด้วยไอออนบวกและอิเล็กตรอนเชิงลบในสัดส่วนที่เกือบจะเป็นกลาง

ความหนาแน่นของพลาสม่ามีความแปรปรวนสูงตั้งแต่ 1 ถึง 4000 อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตรขึ้นอยู่กับพื้นที่

ก๊าซที่ทำให้เกิดพลาสมาของแมกนีโตสเฟียร์มาจากสองแหล่งคือลมสุริยะและไอโอโนสเฟียร์บนบก ก๊าซเหล่านี้ก่อตัวเป็นพลาสม่าในสนามแม่เหล็กซึ่งประกอบด้วย:

- อิเล็กตรอน

- โปรตอนและ 4% ของ

- อนุภาคอัลฟ่า (ไอออนของฮีเลียม)

กระแสไฟฟ้าที่ซับซ้อนถูกสร้างขึ้นภายในก๊าซเหล่านี้ ความเข้มของกระแสพลาสม่าในสนามแม่เหล็กอยู่ที่ประมาณ 2 x 10 ²⁶ไอออนต่อวินาที

ในทำนองเดียวกันมันเป็นโครงสร้างที่มีพลวัตสูง ตัวอย่างเช่นภายในพลาสมาสเฟียร์ครึ่งชีวิตของพลาสม่าคือหลายวันและการเคลื่อนที่ของมันเป็นแบบหมุนเป็นหลัก

ในทางตรงกันข้ามในบริเวณภายนอกของแผ่นพลาสม่าครึ่งชีวิตคือชั่วโมงและการเคลื่อนที่ของมันขึ้นอยู่กับลมสุริยะ

ก๊าซของลมสุริยะ

ลมสุริยะมาจากโคโรนาสุริยะชั้นนอกของดาวเราซึ่งมีอุณหภูมิไม่กี่ล้านเคลวิน ไอออนและอิเล็กตรอนพุ่งออกมาจากที่นั่นและกระจายไปในอวกาศด้วยอัตรา 10 ⁹กก. / วินาทีหรือ 10 ³⁶อนุภาคต่อวินาที

ก๊าซที่ร้อนจัดที่มาจากลมสุริยะนั้นรับรู้ได้จากปริมาณไฮโดรเจนและฮีเลียมไอออน ส่วนหนึ่งสามารถเข้าสู่สนามแม่เหล็กผ่านสนามแม่เหล็กผ่านปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเชื่อมต่อใหม่ของแม่เหล็ก

ลมสุริยะเป็นแหล่งกำเนิดของการสูญเสียสสารและโมเมนตัมเชิงมุมของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิวัฒนาการในฐานะดาวฤกษ์

ก๊าซจากไอโอโนสเฟียร์

แหล่งที่มาหลักของพลาสมาในสนามแม่เหล็กคือชั้นไอโอโนสเฟียร์ ก๊าซที่โดดเด่นคือออกซิเจนและไฮโดรเจนที่มาจากชั้นบรรยากาศของโลก

ในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์พวกมันผ่านกระบวนการไอออไนเซชันเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีพลังงานสูงอื่น ๆ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากดวงอาทิตย์

พลาสมาของชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์นั้นเย็นกว่าลมสุริยะอย่างไรก็ตามอนุภาคที่เร็วเพียงเศษเสี้ยวเล็ก ๆ ของมันสามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็กได้เช่นเดียวกับการเข้าสู่สนามแม่เหล็ก

อ้างอิง

1. ห้องสมุดดิจิทัล ILCE ดวงอาทิตย์และโลก ความสัมพันธ์ที่รุนแรง สืบค้นจาก: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
2. หม้อ. หางของแมกนีโตสเฟียร์ กู้คืนจาก: spof.gsfc.nasa.gov.
3. หม้อ. ภาวะหมดประจำเดือน ดึงมาจาก: spof.gsfc.nasa.gov.
4. Oster, L. 1984. ดาราศาสตร์สมัยใหม่. การเปลี่ยนกลับด้านบรรณาธิการ
5. วิกิพีเดีย สนามแม่เหล็ก สืบค้นจาก: en.wikipedia.org.
6. วิกิพีเดีย ลมสุริยะ. สืบค้นจาก: es.wikipedia.org.