Geomagneettinen ansa

Geomagneettinen ansa - eräänlainen magneettinen ansa ; Maan magnetosfäärin sisällä oleva Maanläheisen avaruuden alue, jonka muodostaa Maan magneettikenttä ja joka vangitsee siihen putoavat varautuneet hiukkaset (ns. loukkuun jääneen säteilyn vyöhyke) [1] . Teoreettisesti sen olemassaolon perustivat norjalainen K. Störmer vuonna 1913 ja ruotsalainen H. Alven vuonna 1950. Geomagneettisen ansan olemassaolo on kokeellisesti vahvistettu useilla kokeilla [2] . Sillä on vääristyneen toroidin muoto, ja sitä luonnehditaan myös luonnolliseksi säteilyvyöhykkeeksi [3] .

Kuinka ansa toimii

Loukku sijaitsee magnetosfäärin ytimessä, jossa magneettikentän konfiguraatio on lähellä dipolia: loukun muodostavat Maan magneettikentän voimalinjat [2] . Alue on täynnä säteilyvyöhykkeiden ja rengasvirran hiukkasia sekä kylmää ionosfääriplasmaa, joka on osa ilmakehää, ja ilmakehän atomeja, jotka ovat osa ilmakehän geokoronaa ( eksosfääri ) – sinne pääsevät energisimmat atomit [2 ] [1] . Magnetosfäärin hännän puolelta plasmakerros liittyy ansaan - pääasialliseen säteilyvöiden ja rengasvirran hiukkasten toimittajaan [1] .

Geomagneettisen loukun vangitsemat varautuneet hiukkaset värähtelevät pallonpuoliskolta toiselle, liikkuvat kenttälinjoja pitkin, samanaikaisesti pyörivät niiden ympäri (tällaista pyörimisliikettä kutsutaan Larmoriksi ja se liittyy Larmor-precessioon ) [1] ja ajautumista pituusasteen suhteen epähomogeenisuuden vuoksi. geomagneettinen kenttä. Hiukkasten värähtelyaika siirtyessään pohjoiselta pallonpuoliskolta eteläiselle ja takaisin on 1 ms - 0,1 s, mikä voi olla useita miljoonia riippuen hiukkasen eliniästä loukkuun (vuorokaudesta 30 vuoteen) [2 ] .

Pituusasteella protonit ja elektronit ajautuvat eri suuntiin paljon suuremmalla nopeudella: protonit ja kaikki positiiviset ionit - länteen, elektronit - itään [1] . Maan geomagneettinen ansa on täynnä korkeaenergisiä hiukkasia (useasta keV:stä satoihin MeV:iin), jotka muodostavat Maan säteilyvyöhykkeet; energiasta riippuen hiukkaset voivat tehdä täydellisen kierroksen Maan ympäri ajassa, joka vaihtelee muutamasta minuutista vuorokauteen [2] . Siten varautuneet hiukkaset, joiden energia on 20-200 keV, kuuluvat myrskyrengasvirtaan [ 1] . Hiukkasten liikkeessä magneettikenttäviivoja pitkin toteutuu suhde , jossa on hiukkasen nopeusvektorin ja magneettikentän voimakkuuden peilin suunnan välinen kulma ja sen liikkeen alku geomagneettisen loukun konjugaattipeilipisteeseen [ 2] .

Geomagneettisten häiriöiden vaikutus

Hiukkaset poistuvat loukkuun jääneestä tilasta johtuen niiden liikkeen epävakaudesta, joka johtuu geomagneettisen kentän häiriöistä (magneettimyrskyt) ja ionisaatioenergian häviöistä. Osa säteilyvyöstä täydentyy ottamalla kiinni kosmisten säteiden muodostamien neutronien hajoamistuotteet Maan yläilmakehässä; auringon kosmisten säteiden hiukkaset; Maan ionosfäärin hiukkaset ja sitä seuraava kiihtyvyys magneettikentän erilaisissa häiriöissä [2] .

Rengasmaisen kentän vahvistuminen johtaa magneettikentän heikkenemiseen geomagneettisen loukun ytimessä, mikä johtaa ionosfäärin virtajärjestelmien ja revontulien lisääntymiseen, jotka laskeutuvat alemmille geomagneettisille leveysasteille ( λ ), ja voimakkaaseen kasvuun saostuvien hiukkasten vuot: esimerkiksi geomagneettisilla leveysasteilla 55 - 60 ° palavat punaiset kaaret. Päiväntasaajan voimakkaiden magneettimyrskyjen vuoksi magneettikenttä voi heikentyä noin 3 %, noin 50° geomagneettisella leveysasteella revontulia havaitaan useammin ja geomagneettisen hännän sisärajan lähestyessä noin 2,5 Maata säteet, geomagneettisen loukun mitat voivat pienentyä noin 4 kertaa [1] .

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Johdatus kosmofyysiseen työpajaan. Kirjoittajatiimi . Moskovan valtionyliopisto , satelliitti "Tatiana". Käyttöönottopäivä: 18.8.2020.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Fysiikan ja tekniikan tietosanakirja. Geomagneettinen ansa . Haettu 18. elokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 28. tammikuuta 2020.
  3. ↑ I.P. Bezrodnykh, E.I. Morozova, A.A. Petrukovitš. Säteilyolosuhteet geostationaarisella kiertoradalla  Voprosy elektromekhaniki. - 2010. - T. 117 . - S. 33 .

Kirjallisuus