لخّصلي

تفاعل الرياح الشمسية والغلاف المغنطيسي

الرياح الشمسية هي البلازما بدون تصادم تتكون في المقام الأول من الإلكترونات والبروتونات وتحمل تدفق المادة تتحرك بسرعة تفوق سرعة الصوت والسوبر ألفينيك. الرياح تأخذ معها امتدادا للمجال المغناطيسي للشمس، والتي يتم تجميدها في السائلعالية التوصيل . وفي منطقة الأرض، يبلغ متوسط سرعة الرياح 400 كيلومتر في الثانية؛ وعندما يواجه المجال المغناطيسي للكوكب، تتطور جبهة الصدمة، والضغوط التي تعمل لضغط الحقل على الجانب نحو الشمس وإطالته على الجانب الليلي (في لي الأرض بعيدا عن الشمس). ولذلك يقتصر المجال المغناطيسي للأرض على تجويف يسمى الغلاف المغناطيسي، حيث يحظر الدخول المباشر للرياح الشمسية. يمتد هذا التجويف لحوالي 10 شعاعي الأرض على جانب الشمس وحوالي 1000 شعاعي الأرض على الجانب الليلي.

داخل هذا المجال المغناطيسي الشاسع تحرك منطقة البلازما المتداولة من خلال نقل الزخم من الرياح الشمسية. تتدفق البلازما بالتوازي مع الرياح الشمسية على حواف هذه المنطقة والعودة نحو الأرض في باطنها. ويعمل النظام الناتج كمولد مغناطيسي ثانوي (الأول هو الرياح الشمسية نفسها). وينتج كلا المولدين إمكانات في سرعة 100,000 فولت. تظهر إمكانات الرياح الشمسية عبر القبعات القطبية للأرض ، في حين تظهر إمكانات الغلاف المغناطيسي عبر البيضاوي الشفقي. وهذه الأخيرة هي منطقة الأرض حيث تترسب الإلكترونات والأيونات النشطة في الغلاف الجوي للكوكب، مما يخلق عرضا ضوئيا مذهلا. هذا التدفق الجسيمات نشطة بما يكفي لتكون بمثابة مصدر جديد للبلازما حتى عندما الشمس لم تعد مشرقة. يصبح البيضاوي الشفقي موصل جيد. وتتدفق التيارات الكهربائية الكبيرة على طولها ، مدفوعة بالفرق المحتمل عبر النظام. هذه التيارات عادة ما تكون على ترتيب 1،000،000 أمبير.

البلازما داخل الغلاف المغناطيسي حارة للغاية (1-10 مليون ك) وضعيفة جدا (1-10 جزيئات لكل سنتيمتر مكعب). يتم تسخين الجسيمات من خلال عدد من آثار البلازما المثيرة للاهتمام ، وأكثرها فضولا هو عملية التسارع الشفقي نفسها. مسرع الجسيمات التي قد تكون النموذج الأولي للمسرعات الكونية في جميع أنحاء الكون يقع ما يقرب من دائرة نصف قطرها الأرض واحد فوق البيضاوي الشفقي ومرتباط به من قبل خطوط المجال المغناطيسي المهم جدا. في هذه المنطقة يتم تعزيز الإلكترونات الشفقية من خلال اختلاف محتمل في ترتيب ثلاثة إلى ستة كيلوفولت ، على الأرجح تم إنشاؤها بواسطة حقل كهربائي مواز لخطوط المجال المغناطيسي وموجهة بعيدا عن الأرض. مثل هذا المجال من الصعب شرحه لأن خطوط المجال المغناطيسي عادة ما تتصرف مثل الموصلات المثالية تقريبا. تحدث الشفق على خطوط المجال المغناطيسي التي - لولا تشويه حقل ثنائي القطب للأرض - ستعبر الطائرة الاستوائية على مسافة 6-10 شعاع الأرض.

أقرب إلى الأرض، داخل حوالي 4 شعاعي الأرض، الكوكب ينتزع السيطرة على النظام بعيدا عن الرياح الشمسية. داخل هذه المنطقة تدور البلازما مع الأرض، تماما كما يدور غلافها الجوي معها. ويمكن أيضا اعتبار هذا النظام مولدا مغناطيسيا للديناميكا حيث يؤدي دوران الغلاف الجوي والبلازما الأيونوسفيرية فيه إلى إنشاء حقل كهربائي يضع الغلاف المغناطيسي الداخلي في دوران حول محور الأرض. وبما أن هذه المنطقة الداخلية على اتصال مع الجانب النهاري من الأرض حيث تخلق الشمس كميات وفيرة من البلازما في الغلاف الأيوني، تمتلئ المنطقة الداخلية بالبلازما الكثيفة والباردة لتشكيل البلازما. على كوكب مثل المشتري، الذي لديه كل من حقل مغناطيسي أكبر ومعدل دوران أعلى من الأرض ، والتحكم في الكواكب يمتد أبعد بكثير من السطح.