Մագնիսոլորտ

Մագնիսոլորտ, տիեզերքի տիրույթ աստղագիտական մարմնի շուրջ, որում լիցքավորված մասնիկները կառավարվում են կամ ենթարկվում այդ մարմնի մագնիսական դաշտի ազդեցությանը^[1]^[2]։ Դա կարող է առաջանալ այնպիսի մոլորակների կողմից, որոնք ունեն ակտիվ տաք երկաթ և նիկել կամ մետաղական միջուկներ, որոնց շարժումը ստեղծում է մոլորակային մագնիսական դաշտ, սակայն այդպիսի դաշտեր նույնպես հանդիպում են աստղերում, շնորհիվ պլազմայի փոխազդեցության։ Մոլորակային մարմինների մոտ տիեզերական միջավայրում, մագնիսական դաշտը հիշեցնում է մագնիսական դիպոլ։ Բացի դրանից, դաշտի գծերը կարող են զգալիորեն աղավաղվել էլեկտրահաղորդիչ պլազմայի հոսքի շնորհիվ, որը ճառագայթվում է Արեգակի կամ մոտակա աստղի կողմից։ Օրինակ, արեգակնային քամին^[3]^[4]։ Մոլորակները, որոնք ունեն Երկրի նման ակտիվ մագնիսոլորտներ, ընդունակ են մեղմացնելու և արգելափակելու արեգակնային և տիեզերական ճառագայթների ազդեցությունը, ինչպես նաև կենդանի օրգանիզմներին պաշտպանում են վնասակար և վտանգավոր հետևանքներից։ Սա ուսումնասիրվում է մասնագիտացված գիտական առարկաների՝ պլազմայի ֆիզիկայի, տիեզերական պլազմայի ֆիզիկա և աէրոնոմիայի շրջանակներում։

Երկրի մագնիսոլորտի մագնիսական դաշտի գծերի ցուցադրում։

Կառուցվածք և վարք

Մագնիսոլորտը կախված է մի քանի փոփոխականներից. աստղագիտական մարմնի տեսակից, պլազմայի և իմպուլսի աղբյուրների բնույթից, մարմնի պտտման պարբերությունից, առանցքի բնույթից, որի շուրջը պտտվում է մարմինը, մագնիսական դիպոլի առանցքից և արեգակնային քամու հոսքի մեծությունից ու ուղղությունից։ Մոլորակային հեռավորությունը, որտեղ մագնիսոլորտը կարող է դիմակայել արեգակնային քամու ճնշմանը, կոչվում է Չապման - Ֆերարո (Chapman–Ferraro) հեռավորություն։ Սա օգտակար է մոդելավորել բանաձևով, որտեղ $R_{P}$ ներկայացնում է մոլորակի շառավիղը, $B_{surf}$ ներկայացնում է մագնիսական դաշտը մոլորակի մակերևույթի վրա՝ հասարակածում և $V_{SW}$ ներկայացնում է արեգակնային քամու արագությունը.

R_{CF}=R_{P}\left({\frac {B_{surf}^{2}}{\mu _{0}\rho V_{SW}^{2}}}\right)^{\frac {1}{6}}

Մագնիսոլորտը դասակարգվում է որպես «ներքին», եթե $R_{CF}\gg R_{P}$ , կամ երբ արեգակնային քամու հոսքի հիմնական հակազդեցությունը մարմնի մագնիսական դաշտն է։ Մերկուրին, Երկիրը, Յուպիտերը, Գանիմեդը, Սատուրնը, Ուրանը և Նեպտունը, օրինակի համար, ներքին մագնիսոլորտների նմուշներ են։ Մագնիսոլորտը դասակարգվում է որպես «մակածված», եթե $R_{CF}\ll R_{P}$ կամ երբ արեգակնային քամին չի հակազդվուն մարմնի մագնիսական դաշտի կողմից։ Այս դեպքում արեգակնային քամին փոխազդում է մոլորակի մթնոլորտի կամ իոնոլորտի հետ (կամ մոլորակի մակերևույթի հետ, եթե մոլորակը մթնոլորտ չունի)։ Վեներան ունի մակածված մագնիսական դաշտ, որը նշանակում է, քանի որ Վեներան չունի ներքին դինամո ազդեցություն, ապա մագնիսական դաշտը ներկա է միայն այն պատճառով, որ այն ձևավորվում է արեգակնային քամու և Վեներայի ֆիզիկական խոչընդոտի փոխազդեցության շնորհիվ։ Երբ $R_{CF}\approx R_{P}$ , և՛ մոլորակը և՛ իր մագնիսական դաշտն աջակցում են միմյանց։ Հնարավոր է, որ Մարսը այս տեսակի մեջ է^[5]։

Կառուցվածք

Մագնիտոլորտի կառուցվածքի նկարչի պատկերը. 1) Աղեղային ցնցում: 2) Մագնիսշերտ: 3) Մագնիսադադար: 4) Մագնետոլորտ: 5) Հյուսիսային պոչի բլիթ: 6) Հարավային պոչի բլիթ: 7) Պլազմոլորտ:

Հարվածային ալիք

Ինֆրակարմիր պատկեր և նկարչի հայեցակարգը աղեղի շոկի մասին R Hydrae-ի շուրջ։

Հարվածային ալիքը ձևավորում է մագնիսոլորտի ամենաարտաքին շերտը. սահմանը մագնիսոլորտի և շրջակա միջավայրի միջև։ Աստղերի համար սա սովորաբար աստղային քամու և միջաստղային միջավայրի սահմանն է. մոլորակների համար, արեգակնային քամու արագությունը նվազում է հենց այն մոտենում է մագնիսդադարին^[6]։ Աղեղի ցնցման հետ փոխազդեցության պատճառով աստղային քամու պլազման ձեռք է բերում զգալի անիզոտրոպիա, ինչը հանգեցնում է պլազմայի տարբեր անկայունություններին աղեղի ցնցումից վերև և ներքև^[7]։

Մագնիսշերտ

Մագնիսշերտը մագնիսոլորտի տիրույթ է, որը գտնվում է հարվածային ալիքի և մագնիսադադարի միջև։ Այն հիմնականում ձևավորվում է բախման ենթարկված արեգակնային քամուց, չնայած այն պարունակում է քիչ քանակությամբ պլազմա մագնիսոլորտից^[8]։ Դա մեծ էներգիայով օժտված մասնիկների հոսքի տիրույթ է, որտեղ մագնիսական դաշտի մեծությունը և ուղղությունը փոփոխվում է քաոսայնորեն։ Սա առաջանում է արեգակնային քամու գազի շնորհիվ, որը արդյունավետորեն ենթարկվում է ջերմացման։ Դա գործում է որպես բարձ, որը փոխանցում է արեգակնային քամու հոսքից և մարմնի մագնիսական դաշտից առաջացած ճնշումը^[9]։

Մագնիսադադար

Մագնիսադադարը մագնիսոլորտի մի տիրույթ է, որտեղ մոլորակի մագնիսական դաշտի ճնշումը հավասարակշռվել է արեգակնային քամու ճնշմամբ^[10]։ Դա մագնիսշերտի հարվածային արեգակնային քամու միացումն է մարմնի մագնիսական դաշտի և մագնիսոլորտի պլազմայի հետ։ Քանի որ այս միացման երկու կողմերը պարունակում են մագնիսացված պլազմա, հետևաբար նրանց փոխազդեցությունը բարդ է։ Մագնիսադադարի կառուցվածքը կախված է պլազմայի մախի թվից և բետայից, ինչպես նաև մագնիսական դաշտից^[11]։ Մագնիսադադարը փոխում է չափը և ձևը, հենց որ արեգակնային քամու ճնշումը տատանվում է^[12]։

Մագնիսգես

Հակադիր սեղմված մագնիսական դաշտը մագնիսգեսն է, որտեղ մագնիսոլորտը տարածվում է հեռու՝ աստղագիտական մարմնից դուրս։ Այն պարունակում է երկու թերթեր, որոնք հանդիսանում են գեսի հյուսիսային և հարավային թերթեր։ Մագնիսական դաշտի գծերը՝ գեսի հյուսիսային թերթում ուղղված են դեպի մարմինը, մինչդեռ գեսի հարավային թերթում եղած գծերը հեռանում են մարմնից։ Գեսի թերթերը գրեթե դատարկ են և միայն մի քանի լիցքավորված մասնիկներով են հակադրվում արեգակնային քամու հոսքին։ Երկու թերթերն իրարից բաժանված են պլազմայի շերտով, մի տիրույթով, որտեղ մագնիսական դաշտը թույլ է և լիցքավորված մասնիկների խտությունը՝բարձր^[13]։

Երկրի մագնիսոլորտ

Նկարչի կողմից Երկրի մագնիսոլորտի վերարտադրությունը։

Երկրի մագնիսոլորտի դիագրամ։

Երկրի հասարակածի վրայով մագնիսական դաշտի գծերը դառնում են գրեթե հորիզոնական, այնուհետև նորից միանում են բարձր լայնություններում։ Այնուամենայնիվ, բարձր բարձրությունների վրա մագնիսական դաշտը զգալիորեն աղավաղվում է արևային քամու և նրա արևային մագնիսական դաշտի պատճառով: Երկրի ցերեկային հատվածում մագնիսական դաշտը զգալիորեն սեղմվում է արևային քամու միջոցով մինչև մոտավորապես 65,000 կիլոմետր (40,000 մղոն)։ Երկրի աղեղային հարվածը մոտ 17 կիլոմետր (11 մղոն) հաստություն ունի և գտնվում է Երկրից մոտ 90,000 կիլոմետր (56,000 մղոն) հեռավորության վրա^[14]։ Մագնիսոդադարը գոյություն ունի Երկրի մակերևույթից մի քանի հարյուր կիլոմետր հեռավորության վրա։ Երկրի մագնիսական դադարը համեմատել են մաղի հետ, քանի որ այն թույլ է տալիս ներթափանցել արևային քամու մասնիկները։ Կելվին-Հելմհոլցի անկայունությունը տեղի է ունենում, երբ պլազմայի մեծ պտույտները պտտվում են մագնիսոլորտի եզրով տարբեր արագությամբ, ինչի հետևանքով պլազման սահում է անցյալով։ Սա հանգեցնում է մագնիսական վերամիացմանը, և երբ մագնիսական դաշտի գծերը կոտրվում և նորից միանում են, արևային քամու մասնիկները կարող են ներթափանցել մագնիսոլորտ։ Երկրի գիշերային մասում մագնիսական դաշտը տարածվում է մագնիսական պոչում, որը երկայնքով գերազանցում է 6,300,000 կիլոմետր (3,900,000 մղոն)^[15]։ Երկրի մագնիսապոչը բևեռային բևեռափայլի հիմնական աղբյուրն է։

Ծանոթագրություններ

↑ «Magnetospheres». NASA Science. NASA.
↑ Ratcliffe, John Ashworth (1972). An Introduction to the Ionosphere and Magnetosphere. CUP Archive. ISBN 9780521083416.
↑ «Ionosphere and magnetosphere». Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. 2012.
↑ Van Allen, James Alfred (2004). Origins of Magnetospheric Physics. Iowa City, Iowa USA: University of Iowa Press. ISBN 9780877459217. OCLC 646887856.
↑ Blanc, M.; Kallenbach, R.; Erkaev, N.V. (2005). «Solar System Magnetospheres». Space Science Reviews (116): 227–298. Bibcode:2005SSRv..116..227B. doi:10.1007/s11214-005-1958-y.
↑ Sparavigna, A.C.; Marazzato, R. (2010 թ․ մայիսի 10). «Observing stellar bow shocks» (PDF). {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (օգնություն)
↑ Pokhotelov, D.; von Alfthan, S.; Kempf, Y.; Vainio, R.; և այլք: (2013-12-17). «Ion distributions upstream and downstream of the Earth's bow shock: first results from Vlasiator». Annales Geophysicae. 31 (12): 2207–2212. Bibcode:2013AnGeo..31.2207P. doi:10.5194/angeo-31-2207-2013.
↑ Paschmann, G.; Schwartz, S.J.; Escoubet, C.P.; Haaland, S., eds. (2005). «Outer Magnetospheric Boundaries: Cluster Results» (PDF). Space Science Reviews. Dordrecht, The Netherlands: Springer. 118 (1–4). doi:10.1007/1-4020-4582-4. ISBN 1-4020-3488-1.
↑ Van Allen, James Alfred (2004). Origins of Magnetospheric Physics. Iowa City, Iowa USA: University of Iowa Press. ISBN 9780877459217. OCLC 646887856.
↑ «Ionosphere and magnetosphere». Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. 2012.
↑ Russell, C.T. (1990). «The Magnetopause». Physics of Magnetic Flux Ropes. Washington, D.C., USA: American Geophysical Union: 439–453. Արխիվացված է օրիգինալից 2012 թ․ մայիսի 3-ին. Վերցված է 2018 թ․ հունիսի 29-ին.
↑ «The Magnetopause». NASA. Արխիվացված է օրիգինալից 2013 թ․ փետրվարի 15-ին. Վերցված է 2018 թ․ հունիսի 29-ին.
↑ «The Tail of the Magnetosphere». NASA. Արխիվացված է օրիգինալից 2018 թ․ փետրվարի 7-ին. Վերցված է 2018 թ․ հուլիսի 9-ին.
↑ «Cluster reveals the reformation of Earth's bow shock». European Space Agency. 11 May 2011.
↑ «Ionosphere and magnetosphere». Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. 2012.

Արտաքին հղումներ

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Մագնիսոլորտ» հոդվածին։

[NASA-1] «Magnetospheres». NASA Science. NASA.

[Ratcliffe-2] Ratcliffe, John Ashworth (1972). An Introduction to the Ionosphere and Magnetosphere. CUP Archive. ISBN 9780521083416.

[Britannica-3] «Ionosphere and magnetosphere». Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. 2012.

[Van_Allen-4] Van Allen, James Alfred (2004). Origins of Magnetospheric Physics. Iowa City, Iowa USA: University of Iowa Press. ISBN 9780877459217. OCLC 646887856.

[5] Blanc, M.; Kallenbach, R.; Erkaev, N.V. (2005). «Solar System Magnetospheres». Space Science Reviews (116): 227–298. Bibcode:2005SSRv..116..227B. doi:10.1007/s11214-005-1958-y.

[6] Sparavigna, A.C.; Marazzato, R. (2010 թ․ մայիսի 10). «Observing stellar bow shocks» (PDF). {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (օգնություն)

[7] Pokhotelov, D.; von Alfthan, S.; Kempf, Y.; Vainio, R.; և այլք: (2013-12-17). «Ion distributions upstream and downstream of the Earth's bow shock: first results from Vlasiator». Annales Geophysicae. 31 (12): 2207–2212. Bibcode:2013AnGeo..31.2207P. doi:10.5194/angeo-31-2207-2013.

[cluster-8] Paschmann, G.; Schwartz, S.J.; Escoubet, C.P.; Haaland, S., eds. (2005). «Outer Magnetospheric Boundaries: Cluster Results» (PDF). Space Science Reviews. Dordrecht, The Netherlands: Springer. 118 (1–4). doi:10.1007/1-4020-4582-4. ISBN 1-4020-3488-1.

[Van_Allen3-9] Van Allen, James Alfred (2004). Origins of Magnetospheric Physics. Iowa City, Iowa USA: University of Iowa Press. ISBN 9780877459217. OCLC 646887856.

[Britannica4-10] «Ionosphere and magnetosphere». Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. 2012.

[11] Russell, C.T. (1990). «The Magnetopause». Physics of Magnetic Flux Ropes. Washington, D.C., USA: American Geophysical Union: 439–453. Արխիվացված է օրիգինալից 2012 թ․ մայիսի 3-ին. Վերցված է 2018 թ․ հունիսի 29-ին.

[12] «The Magnetopause». NASA. Արխիվացված է օրիգինալից 2013 թ․ փետրվարի 15-ին. Վերցված է 2018 թ․ հունիսի 29-ին.

[tail-13] «The Tail of the Magnetosphere». NASA. Արխիվացված է օրիգինալից 2018 թ․ փետրվարի 7-ին. Վերցված է 2018 թ․ հուլիսի 9-ին.

[14] «Cluster reveals the reformation of Earth's bow shock». European Space Agency. 11 May 2011.

[Britannica2-15] «Ionosphere and magnetosphere». Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. 2012.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]