میدان مغناطیسی سیارات منظومه شمسی. میدان مغناطیسی زهره: اطلاعات در مورد سیاره، توضیحات و ویژگی ها

درخشان ترین سیاره

زهره دارای میدان مغناطیسی است که به طور باورنکردنی ضعیف است. دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که چرا این چنین است. این سیاره در نجوم به عنوان همزاد زمین شناخته می شود.

اندازه و تقریباً به همان اندازه از خورشید فاصله دارد. همچنین این تنها سیاره دیگر در منظومه شمسی داخلی است که جو قابل توجهی دارد. با این حال، عدم وجود یک مگنتوسفر قوی نشان دهنده تفاوت های قابل توجهی بین زمین و زهره است.

ساختار کلی سیاره

زهره مانند سایر سیارات درونی منظومه شمسی صخره ای است.

دانشمندان اطلاعات زیادی در مورد شکل گیری این سیارات ندارند، اما بر اساس داده های به دست آمده از کاوشگرهای فضایی، حدس هایی زده اند. ما می دانیم که برخورد سیاره های غنی از آهن و سیلیکات در منظومه شمسی وجود داشته است. این برخوردها سیارات جوانی با هسته های مایع و پوسته های جوان شکننده ساخته شده از سیلیکات ایجاد کرد. با این حال، راز بزرگ در توسعه هسته آهنی نهفته است.

می دانیم که یکی از دلایل شکل گیری قوی است میدان مغناطیسیهسته آهنی زمین مانند یک دستگاه دینام کار می کند.

چرا زهره میدان مغناطیسی ندارد؟

این میدان مغناطیسی سیاره ما را از تابش شدید خورشید محافظت می کند. با این حال، این اتفاق در زهره نمی افتد و چندین فرضیه برای توضیح این موضوع وجود دارد. اولاً هسته آن کاملاً سفت شده است. هسته زمین هنوز تا حدی مذاب است و این به آن اجازه می دهد میدان مغناطیسی تولید کند. نظریه دیگر این است که این به این دلیل است که سیاره زمین‌ساخت صفحه‌ای مانند زمین ندارد.

وقتی فضاپیماها آن را بررسی کردند، متوجه شدند که میدان مغناطیسی زهره وجود دارد و چندین برابر ضعیف‌تر از زمین است، با این حال، تابش خورشید را منحرف می‌کند.

اکنون دانشمندان بر این باورند که این میدان در واقع نتیجه تعامل یونوسفر زهره با آن است باد خورشیدی. این بدان معنی است که این سیاره دارای یک میدان مغناطیسی القایی است. با این حال، این موضوعی است که باید ماموریت های آینده را تأیید کرد.


	· · · ·

3 اکتبر 2016 ساعت 12:40 ب.ظ

سپرهای مغناطیسیسیارات در مورد تنوع منابع مگنتوسفرها در منظومه شمسی

علم عامه،
کیهان شناسی،
نجوم

6 سیاره از 8 سیاره منظومه شمسیمنابع میدان مغناطیسی خود را دارند که قادر به انحراف جریان ذرات باردار از باد خورشیدی هستند. حجم فضای اطراف سیاره که در آن باد خورشیدی از مسیر خود منحرف می شود، مگنتوسفر سیاره نامیده می شود. علیرغم مشترک بودن اصول فیزیکی تولید میدان مغناطیسی، منابع مغناطیسی نیز به نوبه خود بسیار متفاوت است. گروه های مختلفسیارات منظومه ستاره ای ما

مطالعه تنوع میدان های مغناطیسی جالب است زیرا احتمالاً وجود مگنتوسفر وجود دارد یک شرط مهمبرای ظهور حیات در یک سیاره یا ماهواره طبیعی آن.

آهن و سنگ

برای سیارات زمینی، میدان های مغناطیسی قوی استثنا هستند تا قاعده. سیاره ما قوی ترین مگنتوسفر را در این گروه دارد. ظاهراً هسته جامد زمین از یک آلیاژ آهن-نیکل تشکیل شده است که توسط واپاشی رادیواکتیو عناصر سنگین گرم شده است. این انرژی از طریق همرفت در هسته خارجی مایع به گوشته سیلیکات () منتقل می شود. فرآیندهای همرفتی حرارتی در هسته خارجی فلزی تا همین اواخر منبع اصلی دینام ژئومغناطیسی در نظر گرفته می شد. با این حال، تحقیق سال های اخیررد این فرضیه

برهمکنش مگنتوسفر سیاره (در در این موردزمین) با باد خورشیدی. جریان‌های باد خورشیدی، مغناطیس‌کره‌های سیارات را تغییر می‌دهند، که ظاهر یک «دم» مغناطیسی بسیار کشیده دارند که در جهت مخالف خورشید هدایت می‌شوند. دم مغناطیسی مشتری بیش از 600 میلیون کیلومتر امتداد دارد.

احتمالاً منبع مغناطیس در طول وجود سیاره ما می‌تواند ترکیبی پیچیده از مکانیسم‌های مختلف برای تولید یک میدان مغناطیسی باشد: آغاز اولیه میدان از یک برخورد باستانی با یک سیاره‌نما. همرفت غیر حرارتی فازهای مختلف آهن و نیکل در هسته بیرونی. آزاد کردن اکسید منیزیم از هسته بیرونی خنک کننده؛ تأثیر جزر و مد ماه و خورشید و غیره

روده "خواهر" زمین - زهره عملا میدان مغناطیسی ایجاد نمی کند. دانشمندان هنوز در مورد دلایل عدم وجود اثر دینام بحث می کنند. برخی چرخش روزانه آهسته سیاره را دلیل این امر می دانند، در حالی که برخی دیگر استدلال می کنند که این باید برای ایجاد میدان مغناطیسی کافی باشد. به احتمال زیاد، این ماده در ساختار داخلی سیاره است، متفاوت از زمین ().

لازم به ذکر است که زهره دارای یک مگنتوسفر به اصطلاح القایی است که در اثر برهمکنش باد خورشیدی و یونوسفر سیاره ایجاد شده است.

مریخ از نظر طول روز غیرواقعی نزدیکترین (اگر نه یکسان) به زمین است. این سیاره در 24 ساعت به دور محور خود می چرخد، درست مانند دو "همکار" غول پیکر که در بالا توضیح داده شد، از سیلیکات و یک چهارم هسته آهن و نیکل تشکیل شده است. با این حال، مریخ یک مرتبه قدر سبک تر از زمین است و به گفته دانشمندان، هسته آن نسبتاً سریع سرد شد، بنابراین این سیاره ژنراتور دینام ندارد.

ساختار داخلی سیارات سیلیکات آهن از گروه زمینی

به طور متناقض، دومین سیاره در گروه زمینی که می تواند از مگنتوسفر خود "ببالد" عطارد است - کوچکترین و سبک ترین سیاره از هر چهار سیاره. نزدیکی آن به خورشید شرایط خاصی را که در آن سیاره تشکیل شده بود از پیش تعیین کرد. بنابراین، بر خلاف سایر سیارات این گروه، عطارد نسبت نسبی بسیار بالایی از آهن به جرم کل سیاره دارد - به طور متوسط 70٪. مدار آن در میان تمام سیارات منظومه شمسی دارای قوی ترین گریز از مرکز (نسبت نقطه مدار نزدیک به خورشید به دورترین نقطه) است. این واقعیت و همچنین نزدیکی عطارد به خورشید، تأثیر جزر و مد را بر هسته آهنی سیاره افزایش می دهد.

نمودار مغناطیس کره عطارد با نمودار القای مغناطیسی روی هم قرار گرفته است

داده‌های علمی به‌دست‌آمده توسط فضاپیما نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی از حرکت فلز در هسته‌ی عطارد که توسط نیروهای جزر و مدی خورشید مذاب شده است، ایجاد می‌شود. گشتاور مغناطیسی این میدان 100 برابر ضعیف‌تر از زمین است و ابعاد آن به دلیل تأثیر شدید باد خورشیدی با اندازه زمین قابل مقایسه است.

میدان های مغناطیسی زمین و سیارات غول پیکر. خط قرمز محور چرخش روزانه سیارات است (2 - تمایل قطب های میدان مغناطیسی به این محور). خط آبی خط استوای سیارات است (1 - تمایل استوا به صفحه دایره البروج). میدان های مغناطیسی نشان داده شده است زرد(3 - القای میدان مغناطیسی، 4 - شعاع مگنتوسفرها در شعاع سیارات مربوطه)

غول های فلزی

سیارات غول پیکر مشتری و زحل دارای هسته های سنگی بزرگی با جرم 3-10 زمین هستند که توسط پوسته های گازی قدرتمند احاطه شده اند که اکثریت قریب به اتفاق جرم سیارات را تشکیل می دهند. با این حال، این سیارات دارای مگنتوسفرهای بسیار بزرگ و قدرتمندی هستند و وجود آنها را نمی توان تنها با اثر دینام در هسته های سنگی توضیح داد. و تردید وجود دارد که با چنین فشار عظیمی، پدیده هایی مشابه آنچه در هسته زمین رخ می دهد حتی در آنجا امکان پذیر باشد.

کلید راه حل در پوسته هیدروژن-هلیوم خود سیارات نهفته است. مدل های ریاضی نشان می دهد که در اعماق این سیارات، هیدروژن از حالت گازی به تدریج به حالت یک مایع ابر سیال و ابر رسانا - هیدروژن فلزی - می رود. فلزی نامیده می شود زیرا در چنین مقادیر فشار هیدروژن خواص فلزات را نشان می دهد.

ساختار داخلی مشتری و زحل

مشتری و زحل، همانطور که برای سیارات غول پیکر معمول است، یک مقدار بزرگ را حفظ کردند انرژی حرارتی، در طول شکل گیری سیارات انباشته شده است. همرفت هیدروژن فلزی این انرژی را به پوسته گازی سیارات منتقل می‌کند و آب و هوای جو غول‌ها را تعیین می‌کند (مشتری دو برابر انرژی دریافتی از خورشید به فضا منتشر می‌کند). همرفت در هیدروژن فلزی، همراه با چرخش روزانه سریع مشتری و زحل، احتمالاً مغناطیس‌کره‌های قدرتمند سیارات را تشکیل می‌دهند.

در قطب های مغناطیسی مشتری، و همچنین در قطب های مشابه دیگر غول ها و زمین، باد خورشیدی باعث ایجاد شفق های قطبی می شود. در مورد مشتری، میدان مغناطیسی آن به طور قابل توجهی تحت تأثیر ماهواره های بزرگی مانند گانیمد و آیو قرار دارد (ردی از جریان های ذرات باردار "جریان" از ماهواره های مربوطه به قطب های مغناطیسی سیاره قابل مشاهده است). مطالعه میدان مغناطیسی مشتری وظیفه اصلی ایستگاه خودکار جونو است که در مدار آن فعالیت می کند. درک منشأ و ساختار مغناطیس‌کره‌های سیارات غول‌پیکر می‌تواند دانش ما را در مورد میدان مغناطیسی زمین تقویت کند.

یخ ساز

غول های یخی اورانوس و نپتون از نظر اندازه و جرم به قدری شبیه هستند که می توان آنها را دومین جفت دوقلو در منظومه ما، پس از زمین و زهره نامید. میدان های مغناطیسی قدرتمند آنها موقعیتی میانی بین میدان های مغناطیسی غول های گازی و زمین را اشغال می کند. با این حال، در اینجا نیز طبیعت "تصمیم گرفت" اصیل باشد. فشار موجود در هسته‌های سنگ آهن این سیارات هنوز برای اثر دینامی مانند زمین بسیار زیاد است، اما برای تشکیل لایه‌ای از هیدروژن فلزی کافی نیست. هسته این سیاره توسط لایه ضخیمی از یخ که از مخلوط آمونیاک، متان و آب ساخته شده است احاطه شده است. این "یخ" در واقع یک مایع بسیار داغ است که تنها به دلیل فشار بسیار زیاد جو سیارات نمی جوشد.

ساختار درونی اورانوس و نپتون

3 اکتبر 2016 ساعت 12:40 ب.ظ

سپر مغناطیسی سیارات در مورد تنوع منابع مگنتوسفرها در منظومه شمسی

6 سیاره از هر 8 سیاره در منظومه شمسی دارای منابع میدان مغناطیسی خاص خود هستند که می توانند جریان های ذرات باردار را از باد خورشیدی منحرف کنند. حجم فضای اطراف سیاره که در آن باد خورشیدی از مسیر خود منحرف می شود، مگنتوسفر سیاره نامیده می شود. علیرغم اشتراک اصول فیزیکی تولید میدان مغناطیسی، منابع مغناطیس به نوبه خود در بین گروه های مختلف سیارات در منظومه ستاره ای ما بسیار متفاوت است.

مطالعه تنوع میدان‌های مغناطیسی جالب است زیرا احتمالاً وجود یک مگنتوسفر شرط مهمی برای ظهور حیات در یک سیاره یا ماهواره طبیعی آن است.

آهن و سنگ

برای سیارات زمینی، میدان های مغناطیسی قوی استثنا هستند تا قاعده. سیاره ما قوی ترین مگنتوسفر را در این گروه دارد. ظاهراً هسته جامد زمین از یک آلیاژ آهن-نیکل تشکیل شده است که توسط واپاشی رادیواکتیو عناصر سنگین گرم شده است. این انرژی از طریق همرفت در هسته خارجی مایع به گوشته سیلیکات () منتقل می شود. فرآیندهای همرفتی حرارتی در هسته خارجی فلزی تا همین اواخر منبع اصلی دینام ژئومغناطیسی در نظر گرفته می شد. اما تحقیقات سال های اخیر این فرضیه را رد کرده است.

برهمکنش مگنتوسفر یک سیاره (در این مورد، زمین) با باد خورشیدی. جریان‌های باد خورشیدی، مغناطیس‌کره‌های سیارات را تغییر می‌دهند، که ظاهر یک «دم» مغناطیسی بسیار کشیده دارند که در جهت مخالف خورشید هدایت می‌شوند. دم مغناطیسی مشتری بیش از 600 میلیون کیلومتر امتداد دارد.

ساختار داخلی سیارات سیلیکات آهن از گروه زمینی

نمودار مغناطیس کره عطارد با نمودار القای مغناطیسی روی هم قرار گرفته است

میدان های مغناطیسی زمین و سیارات غول پیکر. خط قرمز محور چرخش روزانه سیارات است (2 - تمایل قطب های میدان مغناطیسی به این محور). خط آبی خط استوای سیارات است (1 - تمایل استوا به صفحه دایره البروج). میدان های مغناطیسی به رنگ زرد نشان داده شده اند (3 - القای میدان مغناطیسی، 4 - شعاع مغناطیس کره ها در شعاع سیارات مربوطه)

غول های فلزی

ساختار داخلی مشتری و زحل

مشتری و زحل، همانطور که برای سیارات غول پیکر معمول است، مقدار زیادی از انرژی حرارتی انباشته شده در طول شکل گیری سیارات را در اعماق خود حفظ کردند. همرفت هیدروژن فلزی این انرژی را به پوسته گازی سیارات منتقل می‌کند و آب و هوای جو غول‌ها را تعیین می‌کند (مشتری دو برابر انرژی دریافتی از خورشید به فضا منتشر می‌کند). همرفت در هیدروژن فلزی، همراه با چرخش روزانه سریع مشتری و زحل، احتمالاً مغناطیس‌کره‌های قدرتمند سیارات را تشکیل می‌دهند.

یخ ساز

ساختار درونی اورانوس و نپتون

مشتریان عزیز!

میدان مغناطیسی زمین مدت هاست که شناخته شده است و همه در مورد آن می دانند. اما آیا میدان مغناطیسی در سیارات دیگر وجود دارد؟ بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم ...

میدان مغناطیسی زمین یا میدان ژئومغناطیسی - میدان مغناطیسی ، تولید شده توسط منابع درون زمینی. موضوع مطالعه ژئومغناطیس . 4.2 میلیارد سال پیش ظاهر شد. در فاصله کمی از سطح زمین، حدود سه شعاع آن، خطوط میدان مغناطیسی دارد دوقطبی مانند مکان این منطقه نامیده می شود پلاسماسفرزمین

با دور شدن از سطح زمین، ضربه افزایش می یابد باد خورشیدی : از کنار خورشید میدان ژئومغناطیسی فشرده شده است و در سمت مقابل، در سمت شب، به یک "دم" طولانی گسترش می یابد.

تأثیر قابل توجهی بر میدان مغناطیسی روی سطح زمین توسط جریان های وارد شده در آن اعمال می شود یونوسفر . این منطقه از جو فوقانی است که از ارتفاعات حدود 100 کیلومتر و بالاتر گسترش می یابد. حاوی تعداد زیادی یون ها . پلاسما توسط میدان مغناطیسی زمین نگه داشته می شود، اما وضعیت آن توسط برهمکنش میدان مغناطیسی زمین با باد خورشیدی تعیین می شود که این ارتباط را توضیح می دهد. طوفان های مغناطیسی روی زمین با شراره های خورشیدی

میدان مغناطیسی زمین توسط جریان های موجود در هسته فلزی مایع ایجاد می شود. T. Cowling در سال 1934 نشان داد که مکانیسم تولید میدان (geodynamo) پایداری نمی‌کند (قضیه «ضد دینام»). مشکل پیدایش و حفظ میدان تا به امروز حل نشده است.

یک مکانیسم تولید میدان مشابه ممکن است در سیارات دیگر اتفاق بیفتد.

آیا مریخ میدان مغناطیسی دارد؟

هیچ میدان مغناطیسی سیاره ای در سیاره مریخ وجود ندارد. این سیاره دارای قطب های مغناطیسی است که بقایای یک میدان سیاره ای باستانی هستند. از آنجایی که مریخ عملاً میدان مغناطیسی ندارد، دائماً توسط تابش خورشیدی و همچنین باد خورشیدی بمباران می‌شود و آن را به دنیای بایر امروزی تبدیل می‌کند.

بیشتر سیارات با استفاده از اثر دینام یک میدان مغناطیسی ایجاد می کنند. فلزات موجود در هسته این سیاره مذاب هستند و دائما در حال حرکت هستند. فلزات متحرک ایجاد می کنند جریان الکتریکی، که در نهایت خود را به صورت میدان مغناطیسی نشان می دهد.

اطلاعات عمومی

مریخ دارای میدان مغناطیسی است که بقایای میدان های مغناطیسی باستانی است. شبیه به میدان هایی است که در کف اقیانوس های زمین یافت می شود. دانشمندان بر این باورند که حضور آنها نشانه احتمالی این است که مریخ دارای تکتونیک صفحه‌ای است. اما شواهد دیگر نشان می دهد که این حرکات صفحه حدود 4 میلیارد سال پیش متوقف شده است.

نوارهای میدان کاملاً قوی هستند، تقریباً به اندازه نوارهای زمین، و می توانند صدها کیلومتر در جو گسترش پیدا کنند. آنها با باد خورشیدی تعامل دارند و شفق های قطبی را مانند روی زمین ایجاد می کنند. دانشمندان بیش از 13000 مورد از این شفق ها را مشاهده کرده اند.

عدم وجود میدان سیاره ای به این معنی است که سطح آن 2.5 برابر بیشتر از زمین تشعشع دریافت می کند. اگر انسان ها می خواهند سیاره زمین را کشف کنند، باید راهی برای محافظت از انسان در برابر قرار گرفتن در معرض مضر وجود داشته باشد.

یکی از پیامدهای عدم وجود میدان مغناطیسی در سیاره مریخ، عدم امکان وجود آب مایع در سطح است. مریخ نوردها مقادیر زیادی یخ آب در زیر سطح کشف کرده اند و دانشمندان بر این باورند که ممکن است آب مایع در آن وجود داشته باشد. کمبود آب بر موانعی می افزاید که مهندسان برای مطالعه و در نهایت استعمار سیاره سرخ باید بر آنها غلبه کنند.

میدان مغناطیسی عطارد

عطارد نیز مانند سیاره ما دارای میدان مغناطیسی است. تا قبل از پرواز فضاپیمای مارینر 10 در سال 1974، هیچ دانشمندی از حضور آن اطلاعی نداشت.

میدان مغناطیسی عطارد

این حدود 1.1 درصد از زمین است. بسیاری از ستاره شناسان در آن زمان تصور می کردند که این میدان یک میدان باقی مانده است، یعنی باقی مانده از آن تاریخ اولیه. اطلاعات فضاپیمای MESSENGER کاملاً این حدس را رد کرد و ستاره شناسان اکنون می دانند که یک اثر دینام در هسته عطارد مسئول وقوع است.

این توسط اثر دینام آهن مذاب در حال حرکت در هسته تشکیل می شود.میدان مغناطیسی درست مانند زمین دوقطبی است. یعنی دارای قطب های مغناطیسی شمالی و جنوبی است. مسنجر شواهدی مبنی بر وجود ناهنجاری هایی به شکل لکه ها پیدا نکرد، این نشان می دهد که در هسته سیاره ایجاد شده است. دانشمندان تا همین اواخر فکر می کردند که هسته عطارد به حدی سرد شده است که دیگر نمی تواند بچرخد.

این با شکاف هایی در کل سطح نشان داده شد که ناشی از سرد شدن هسته سیاره و تأثیر بعدی آن بر پوسته بود. این میدان آنقدر قوی است که باد خورشیدی را منحرف کند و یک مگنتوسفر ایجاد کند.

مگنتوسفر

پلاسما را از باد خورشیدی می گیرد که به هوازدگی سطح سیاره کمک می کند. Mariner 10 انرژی کم پلاسما و انفجار ذرات پرانرژی را در دم شناسایی کرد که نشان دهنده اثرات دینامیکی است.

مسنجر جزئیات جدیدی مانند نشت میدان مغناطیسی مرموز و گردبادهای مغناطیسی را کشف کرده است. این گردبادها دسته های پیچ خورده ای هستند که از میدان سیاره ای می آیند و در فضای بین سیاره ای به هم متصل می شوند. اندازه برخی از این گردبادها از 800 کیلومتر عرض تا یک سوم شعاع سیاره متغیر است. میدان مغناطیسی نامتقارن است. فضاپیمای MESSENGER کشف کرد که مرکز میدان تقریباً 500 کیلومتر به شمال محور چرخش عطارد منتقل شده است.

به دلیل این عدم تقارن، قطب جنوبعطارد کمتر از قطب شمال محافظت می شود و در معرض تشعشعات بسیار بیشتری از ذرات تهاجمی خورشیدی است.

میدان مغناطیسی "ستاره صبح"

زهره دارای میدان مغناطیسی است که به طور باورنکردنی ضعیف است. دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که چرا این چنین است. این سیاره در نجوم به عنوان همزاد زمین شناخته می شود.

اندازه و تقریباً به همان اندازه از خورشید فاصله دارد. همچنین این تنها سیاره دیگر در منظومه شمسی داخلی است که جو قابل توجهی دارد. با این حال، عدم وجود یک مگنتوسفر قوی نشان دهنده تفاوت های قابل توجهی بین زمین و زهره است.

ساختار کلی سیاره

زهره مانند سایر سیارات درونی منظومه شمسی صخره ای است.

می دانیم که یکی از دلایل تشکیل میدان مغناطیسی قوی زمین این است که هسته آهنی مانند یک ماشین دینام کار می کند.

چرا زهره میدان مغناطیسی ندارد؟

این میدان مغناطیسی سیاره ما را از تابش شدید خورشید محافظت می کند. با این حال، این اتفاق در زهره نمی افتد و چندین فرضیه برای توضیح این موضوع وجود دارد. اولاً هسته آن کاملاً سفت شده است. هسته زمین هنوز تا حدی مذاب است و این به آن اجازه می دهد میدان مغناطیسی تولید کند. نظریه دیگر این است که این به این دلیل است که این سیاره مانند زمین دارای تکتونیک صفحه ای نیست.

وقتی فضاپیماها آن را بررسی کردند، متوجه شدند که میدان مغناطیسی زهره وجود دارد و چندین برابر ضعیف‌تر از زمین است، با این حال، تابش خورشید را منحرف می‌کند.

اکنون دانشمندان بر این باورند که این میدان در واقع نتیجه تعامل یونوسفر زهره با باد خورشیدی است. این بدان معنی است که سیاره دارای یک میدان مغناطیسی القایی است. با این حال، این موضوعی است که ماموریت‌های آینده باید تأیید شوند.