Магнитное поле земли

  • 05 апр. 2012 г.
  • 1252 Слова
Если бы межпланетное пространство было вакуумом, то единственными
магнитными полями в нем могли быть лишь поля Солнца и планет, а также поле
галактического происхождения, которое простирается вдоль спиральных ветвей
нашей Галактики. При этом поля Солнца и планет в межпланетном пространстве
были бы крайне слабы.
На самом деле межпланетное пространство не являетсявакуумом, а
заполнено ионизованным газом, испускаемым Солнцем (солнечным ветром[1]).
Концентрация этого газа 1-10 см-3, типичные величины скоростей между 300 и
800 км/с, температура близка к 105 К (напомним, что температура короны
2(106 К).
Поскольку газ солнечного ветра почти полностью ионизованный, то его
электропроводность очень велика (102 Мо/см). Проводники свысокой
проводимостью имеют особенность сопротивляться изменению магнитного поля.
Другими словами, проникновение магнитного поля в такой проводник
невозможно.
Движущийся солнечный ветер будет уносить солнечное магнитное поле в
межпланетное пространство. Так как поток плазмы начинается в короне Солнца
(или ниже нее), то в солнечном ветре имеются магнитные поля.Величина
магнитных полей на Солнце составляет от 1 до 1000 Гс.
Поток солнечной плазмы «выметает» из внутренней части солнечной
системы планетные и галактические магнитные поля. Солнечный ветер будет
«гнать» галактическое поле перед собой до тех пор, пока не будет достигнуто
динамическое равновесие между давлением солнечного ветра и давлением
галактической среды. Этопроисходит на расстоянии от 10 до 100
астрономических единиц[2] (а. е.). Следовательно, межпланетное пространство
ограничено полостью в галактической среде, размеры которой дают верхнюю
границу величины солнечно-межпланетного магнитного поля. Силовые линии
магнитного поля солнечного ветра простираются в межпланетное пространство
за орбиту Земли, при этом один их конец находится наСолнце. Характеристики
солнечного ветра и межпланетных магнитных полей нерегулярны и асимметричны
из-за волокнистой структуры короны, нерегулярностей магнитных полей в
фотосфере и т. д.
Радиальная компонента межпланетного магнитного поля Вr должна
уменьшаться обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца (т. е.
как r-2). Она может быть выражена черезвеличину радиальной компоненты поля
на поверхности Солнца. Если на Солнце магнитное поле равно Br0= 0,5 Гс, то
на расстоянии 1 а.е. поле .Br(1(.
Истечение плазмы из Солнца происходит таким образом, что плазма
просто отталкивает силовые линии поля и покидает Солнце в радиальном
направлении. Если бы Солнце не вращалось, то такое радиальное истечение
плазмы привело бы ктому, что силовые линии магнитного поля были бы также
радиальны и параллельны движению частиц. Поскольку Солнце вращается, то
магнитное поле приобретает поперечную компоненту (в плоскостях,
перпендикулярных оси вращения) и силовые линии магнитного поля становятся
спиральными.
Направление спирального поля можно оценить, если предположить, что
один конецсиловой линии закреплен на Солнце и вращается вместе с ним.
Тогда частицы, которые непрерывно испускаются данной областью вращающейся
короны, будут двигаться в экваториальной плоскости по спиралям Архимеда.
(Это напоминает работу вращающегося поливального устройства). Таким
образом, межпланетное магнитное поле приобретает и поперечную компоненту
B(. Можно оценить, чтовблизи орбиты Земли угол спирали с радиусом
составляет около 45° и радиальная и поперечная компоненты B(=Br=1(.
Первые измерения магнитных полей за пределами магнитосферы Земли были
проведены на спутнике «Пионер-1» в октябре 1958 г. Они позволили установить
существование и положение области перехода от внешней части геомагнитного
поля к...
tracking img