Câmpul magnetic interplanetar (IMF)

Câmpul magnetic interplanetar (CMI) joacă o regulă uriașă în modul în care vântul solar interacționează cu magnetosfera Pământului. În acest articol vom afla ce este câmpul magnetic interplanetar și cum afectează acesta activitatea aurorale aici pe Pământ.

Câmpul magnetic al Soarelui

În timpul minimului solar, câmpul magnetic al Soarelui arată similar cu câmpul magnetic al Pământului. Arată puțin ca un magnet obișnuit cu bară cu linii închise aproape de ecuator și linii de câmp deschis lângă poli. Oamenii de știință numesc acele zone un dipol. Câmpul dipol al Soarelui este la fel de puternic ca un magnet pe un frigider (aproximativ 50 gauss). Câmpul magnetic al Pământului este de aproximativ 100 de ori mai slab.

În jurul maximului solar, când Soarele își atinge activitatea maximă, multe pete solare sunt vizibile pe discul solar vizibil. Aceste pete solare sunt pline de magnetism și linii mari de câmp magnetic care trec materialul de-a lungul lor. Aceste linii de câmp sunt adesea de sute de ori mai puternice decât dipolul din jur. Acest lucru face ca câmpul magnetic din jurul Soarelui să fie un câmp magnetic foarte complex cu multe linii de câmp perturbate.

Câmpul magnetic al Soarelui nostru nu rămâne în jurul Soarelui însuși. Vântul solar îl poartă prin Sistemul Solar până când ajunge în heliopauză. Heliopauza este locul unde vântul solar se oprește și unde se ciocnește cu mediul interstelar. Deoarece Soarele se întoarce în jurul axei sale (o dată la aproximativ 25 de zile), câmpul magnetic interplanetar are o formă de spirală care se numește Spirala Parker.

B_t valoare

Valoarea Bt a câmpului magnetic interplanetar indică puterea totală a câmpului magnetic interplanetar. Este o măsură combinată a intensității câmpului magnetic în direcțiile nord-sud, est-vest și spre Soare vs. departe de Soare. Cu cât această valoare este mai mare, cu atât este mai bună pentru condiții geomagnetice îmbunătățite. Vorbim de un câmp magnetic interplanetar total moderat de puternic atunci când Bt depășește 10nT. Valorile puternice încep de la 20nT și vorbim de un câmp magnetic interplanetar total foarte puternic atunci când valorile depășesc 30nT. Unitățile sunt în nano-Tesla (nT) - numit după Nikola Tesla, celebrul fizician, inginer și inventator.

B_x, B_y și B_z

Câmpul magnetic interplanetar este o mărime vectorială cu o componentă pe trei axe, dintre care două (Bx și By) sunt orientate paralel cu ecliptica. Componentele Bx și By nu sunt importante pentru activitatea aurorală și, prin urmare, nu sunt prezentate pe site-ul nostru web. A treia componentă, valoarea Bz este perpendiculară pe ecliptică și este creată de valuri și alte perturbări ale vântului solar.

Interacțiunea cu magnetosfera Pământului

Direcția nord-sud a câmpului magnetic interplanetar (Bz) este cel mai important ingredient al activității aurorale. Când direcția nord-sud (Bz) a câmpului magnetic interplanetar este orientată spre sud, acesta se va conecta cu magnetosfera Pământului care este îndreptată spre nord. Gândiți-vă la magneții obișnuiți pe care îi aveți acasă. Doi poli opuși se atrag unul pe altul! Un Bz (puternic) spre sud poate crea haos în câmpul magnetic al Pământului, perturbând magnetosfera și permițând particulelor să plouă în atmosfera noastră de-a lungul liniilor câmpului magnetic al Pământului. Când aceste particule se ciocnesc cu atomii de oxigen și azot care formează atmosfera noastră, le face să strălucească și să emită lumină pe care o vedem ca auroră.

Pentru ca o furtună geomagnetică să se dezvolte este vital ca direcția câmpului magnetic interplanetar (Bz) să se întoarcă spre sud. Valorile continue de -10nT și mai mici sunt indicatori buni că s-ar putea dezvolta o furtună geomagnetică, dar cu cât această valoare scade, cu atât este mai bine pentru activitatea aurorală. Numai în timpul evenimentelor extreme cu viteze mari ale vântului solar este posibil ca o furtună geomagnetică (Kp5 sau mai mare) să se dezvolte cu un Bz spre nord.

Imagine: O diagramă schematică care arată interacțiunea dintre IMF cu un Bz spre sud și magnetosfera Pământului.

Este important de remarcat că încă nu putem prezice (cu acuratețe și consecvență) Bz(t), adică puterea, orientarea și durata componentei Bz a câmpului magnetic interplanetar nord-sud a unei structuri de vânt solar care intră. Nu știm care sunt caracteristicile vântului solar și ale câmpului magnetic până când nu ajunge la punctul Lagrange-1 față de Soare-Pământ (punct fix în spațiu între Pământ și Soare la aproximativ 1,5 milioane de kilometri distanță de Pământ) unde sateliții măsoară proprietățile vântul solar care vine. Vom afla mai multe despre acest lucru în paragraful următor.

Măsurarea câmpului magnetic interplanetar

Datele în timp real ale vântului solar și ale câmpului magnetic interplanetar pe care le puteți găsi pe acest site web provin de la satelitul Observatorului Climatic din Spațiul Adînc (DSCOVR), care este staționat pe o orbită în jurul punctului Lagrange 1 de Soare-Pământ. Acesta este un punct în spațiu. care este întotdeauna situat între Soare și Pământ, unde gravitația Soarelui și a Pământului au o atracție egală asupra sateliților, ceea ce înseamnă că aceștia pot rămâne pe o orbită stabilă în jurul acestui punct. Acest punct este ideal pentru misiuni solare precum DSCOVR, deoarece acesta oferă DSCOVR posibilitatea de a măsura parametrii vântului solar și câmpul magnetic interplanetar înainte de a ajunge pe Pământ. Acest lucru ne oferă un timp de avertizare de 15 până la 60 de minute (în funcție de viteza vântului solar) cu privire la ce fel de structuri ale vântului solar sunt în drum spre Pământ.

Misiunea Observatorul Climei în Spațiul Adânc (DSCOVR) este acum sursa principală pentru date în timp real privind vântul solar și câmpul magnetic interplanetar, dar mai există un satelit în punctul L1 Soare-Pământ care măsoară vântul solar care vine și acesta este Advanced Composition Explorer. Acest satelit a fost principala sursă de date meteorologice în timp real până în iulie 2016, când DSCOVR a devenit complet operațional. Satelitul Advanced Composition Explorer (ACE) încă colectează date și acum funcționează în principal ca o rezervă pentru DSCOVR.

Imagine: Locația unui satelit în punctul Soare-Pământ L1.

<< Mergeți la pagina anterioară