地球的磁层是行星抵御太阳连续发射的带电粒子流的磁层。它是由其自身的磁场与太阳风之间的相互作用引起的。
它不是地球的独特属性,因为太阳系中还有许多其他行星具有自己的磁场,例如:木星,水星,海王星,土星或天王星。
图1.地球的磁层及其与太阳风的相互作用。资料来源:维基共享资源。
从恒星外层流出的这种物质流以稀有物质的形式(称为等离子体)流动。这被认为是第四种物质状态,类似于气态,但是其中高温为粒子提供了电荷。它主要由质子和自由电子组成。
太阳日冕以连续不断的能量释放出如此多的能量,以至于它们可以逃脱重力。就是所谓的太阳风,它有自己的磁场。它的影响范围遍及整个太阳系。
由于太阳风和地磁场之间的相互作用,形成了一个包围地球磁层的过渡带。
具有高电导率的太阳风会导致地球磁场失真,并将其压缩在面对太阳的一面,这被称为白天。在相反的一侧或夜晚,该场远离太阳,其线条伸展开,形成一种尾巴。
特点
-电磁影响区域
太阳风改变了地球的磁力线。如果不适合他,线条将扩展到无穷大,就好像是一块磁铁。太阳风与地球磁场之间的相互作用产生了三个区域:
1)行星际带,在这里看不到地球磁场的影响。
2)磁漏底或磁包络,是发生在地面磁场和太阳风之间相互作用的区域。
3)磁层是包含地球磁场的空间区域。
磁膜盖受到两个非常重要的表面的限制:磁层顶和冲击前壁。
图2.磁层结构。资料来源:维基共享资源。
磁层顶是磁层的边界面,在一天中大约是10个地球半径,但可以进一步压缩,特别是当日冕产生大量物质时。
就其本身而言,激波前部或激波弧是将磁电护套与行星际区分开的表面。正是在这个边缘,磁力开始使太阳风粒子变慢。
-磁层内部
在图2的示意图中,在包含地球磁场的磁层或腔中,区分出高分化区域:
-等离子球
-等离子板
-磁胶或磁胶
-中性点
等离子球
等离子层是由来自电离层的粒子的等离子体形成的区域。已经成功潜入的直接来自日冕的粒子也将停止在此处。
它们全部形成的等离子体不像太阳风那样高能。
该区域开始于地球表面上方60 km,延伸至包括电离层在内的地球半径的3或4倍。等离子层沿着地球旋转,并与著名的范艾伦辐射带部分重叠。
磁胶和等离子板
由于太阳风的作用,地球磁场方向的变化产生了磁尾,并且产生了方向相反的磁场线之间的有限区域:等离子薄片(也称为电流薄片),具有几个地球半径的厚度。
中性点
最后,中性点是一个完全消除了磁力强度的地方。图2中显示了其中之一,但还有更多。
在磁层顶的白天和晚上之间,有一个不连续点,称为尖点,磁力线汇聚到磁极。
这是北极光的原因,因为太阳风的粒子沿着磁力线以螺旋状旋转。因此,它们设法到达两极的上层大气,使空气离子化,并形成发出鲜艳色彩的光和X射线的等离子体。
气体
磁层包含相当数量的等离子体:一种由正离子和负电子组成的低密度电离气体,其比例应使整体几乎是中性的。
等离子体的密度是高度可变的,取决于面积,范围为每立方厘米1到4000个颗粒。
产生磁层等离子体的气体有两种来源:太阳风和地球电离层。这些气体在磁层中形成等离子体,该等离子体由以下物质组成:
-电子
-质子和4%的
-α粒子(氦离子)
这些气体内部会产生复杂的电流。磁层中的等离子体电流强度约为每秒2 x 10 26个离子。
同样,它是一个高度动态的结构。例如,在等离子层内,等离子的半衰期为数天,其运动主要是旋转的。
相反,在等离子板的更多外部区域中,半衰期为数小时,其运动取决于太阳风。
太阳风的气体
太阳风来自太阳日冕,这是我们恒星的外层,温度为几百万开尔文。离子和电子的射流从那里射出,并以每秒10 9 kg / s或10 36个粒子的速度在太空中散射。
太阳风产生的非常热的气体可以通过氢和氦离子的含量来识别。一部分通过一种称为磁重连的现象设法通过磁更年期进入磁层。
太阳风是物质损失和太阳角动量的来源,这是太阳作为恒星演化的一部分。
电离层产生的气体
磁层中等离子体的主要来源是电离层。那里主要的气体是来自地球大气的氧气和氢气。
在电离层中,由于紫外线和其他高能辐射(大部分来自太阳),它们经历了电离过程。
电离层的等离子体比太阳风的等离子体冷,但是其一小部分快速粒子能够克服重力和磁场,并进入磁层。
参考文献
- ILCE数字图书馆。太阳和地球。暴风雨的关系。从以下位置恢复:Bibliotecadigital.ilce.edu.mx。
- 锅。磁层的尾巴。从以下位置恢复:spof.gsfc.nasa.gov。
- 锅。磁层顶。取自:spof.gsfc.nasa.gov。
- Oster,L.1984。现代天文学。编辑评论。
- 维基百科。磁层。摘自:en.wikipedia.org。
- 维基百科。太阳风。摘自:es.wikipedia.org。