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 چنین است. این سیاره در نجوم به عنوان همزاد زمین شناخته می شود.

این 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 به تفاوت های قابل توجهی بین زمین و زهره اشاره دارد.

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 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 را با هسته های مایع و پوسته جوان شکننده ای متشکل از سیلیکات ایجاد کرد. با این حال، راز بزرگ در توسعه هسته آهنی نهفته است.

ما می دانیم که یکی از دلایل تشکیل یک قوی است میدان مغناطیسیزمین این است که هسته آهنی مانند یک 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 در زهره رخ نمی دهد و چندین فرضیه برای توضیح این موضوع وجود دارد. ابتدا هسته آن کاملا سفت شده است. هسته زمین هنوز تا حدی مذاب است و این به آن اجازه می دهد میدان مغناطیسی ایجاد کند. نظریه دیگری می گوید که این به این دلیل است که سیاره مانند زمین دارای تکتونیک صفحه ای نیست.

وقتی فضاپیماها آن را کاوش کردند، متوجه شدند که میدان مغناطیسی زهره وجود دارد و چندین برابر ضعیف تر از زمین است، با این حال، تابش خورشیدی را رد می کند.

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 موضوع را برای ماموریت های آینده تأیید کنید.


	· · · ·

3 اکتبر 2016 ساعت 12:40 ب.ظ

سپرهای مغناطیسیسیارات در مورد تنوع منابع مگنتوسفرها در منظومه شمسی

علوم پرطرفدار،
فضانوردی،
ستاره شناسی

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 منحرف می شود، مگنتوسفر سیاره نامیده می شود. علیرغم مشترک بودن اصول فیزیکی تولید میدان مغناطیسی، منابع مغناطیسی نیز به نوبه خود بسیار متفاوت هستند. گروه های مختلفسیارات در منظومه ستاره ای ما

مطالعه تنوع میدان های مغناطیسی از این جهت جالب است که احتمالاً وجود یک مگنتوسفر وجود دارد. شرط مهمبرای ظهور حیات بر روی 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. هسته جامد زمین احتمالاً از یک آلیاژ آهن نیکل تشکیل شده است که توسط واپاشی رادیواکتیو عناصر سنگین گرم شده است. این انرژی توسط همرفت در هسته بیرونی مایع به گوشته سیلیکات () منتقل می شود. تا همین اواخر، فرآیندهای همرفتی حرارتی در هسته بیرونی فلزی منبع اصلی دینام ژئومغناطیسی در نظر گرفته می شد. با این حال، تحقیق سالهای اخیررد این فرضیه

برهمکنش مگنتوسفر سیاره (در این موردزمین) با باد خورشیدی. جریان‌های باد خورشیدی، مغناطیس‌کره‌های سیارات را تغییر شکل می‌دهند، که شبیه یک "دم" مغناطیسی به شدت دراز هستند 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 می تواند ترکیبی پیچیده از مکانیسم های مختلف برای تولید یک میدان مغناطیسی باشد: آغاز اولیه میدان از یک برخورد باستانی با یک سیاره نما. همرفت غیر حرارتی فازهای مختلف آهن و نیکل در هسته بیرونی. آزاد شدن اکسید منیزیم از هسته بیرونی خنک کننده؛ تأثیر جزر و مدی 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 اعتراض می کنند که این باید برای ایجاد میدان مغناطیسی کافی باشد. به احتمال زیاد، موضوع در ساختار داخلی سیاره است که با زمین متفاوت است ().

لازم به ذکر است که زهره دارای یک مغناطیس کره به اصطلاح القایی است که از برهم کنش باد خورشیدی و یونوسفر سیاره ایجاد شده است.

نزدیکترین (اگر نه یکسان) به زمین از نظر مدت زمان شبانه روزی مریخ است. این سیاره در 24 ساعت به دور محور خود می چرخد، درست مانند دو "همکار" این غول 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 خنک شد، بنابراین این سیاره ژنراتور دینام ندارد.

ساختار داخلی سیارات زمینی سیلیکات آهن

به طرز متناقضی، 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 بقیه 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 نزدیک ترین مدار به خورشید به دورترین نقطه) است. این واقعیت و همچنین نزدیکی عطارد به خورشید، اثر جزر و مدی را بر هسته آهنی سیاره افزایش می دهد.

شماتیک مگنتوسفر عطارد با طرح القای مغناطیسی روی هم قرار گرفته است

داده‌های علمی به‌دست‌آمده توسط فضاپیما نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی از حرکت فلزی در هسته 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 میل قطب های میدان مغناطیسی به این محور است). خط آبی خط استوای سیارات است (1 میل استوا به صفحه دایره البروج است). میدان های مغناطیسی نشان داده شده است رنگ زرد(3 - القای میدان مغناطیسی، 4 - شعاع مگنتوسفرها در شعاع سیارات مربوطه)

غول های فلزی

سیاره های غول پیکر مشتری و زحل دارای هسته های بزرگی از سنگ ها به وزن 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 اینکه با چنین فشار عظیمی، عموماً پدیده هایی مشابه آنچه در هسته زمین رخ می دهد، امکان پذیر است.

سرنخ 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 فوق سیال و ابررسانا - هیدروژن فلزی - می رسد. به این دلیل فلزی نامیده می شود که هیدروژن در چنین مقادیر فشاری خاصیت فلزات را نشان می دهد.

ساختار داخلی مشتری و زحل

مشتری و زحل، همانطور که برای سیارات غول پیکر معمول است، یک سیاره بزرگ را حفظ کرده اند انرژی حرارتیدر طول شکل گیری سیارات انباشته شده است. جابجایی هیدروژن فلزی این انرژی را به پوسته گازی سیارات منتقل می کند و وضعیت آب و هوایی را در جو غول ها تعیین می کند (مشتری دو برابر انرژی دریافتی از خورشید به فضا تابش می کند). همرفت در هیدروژن فلزی، همراه با چرخش سریع روزانه مشتری و زحل، احتمالاً مغناطیس کره های قدرتمند سیارات را تشکیل می دهد.

در قطب های مغناطیسی مشتری، و همچنین در قطب های مشابه دیگر غول ها و زمین، باد خورشیدی باعث "شفق قطبی" می شود. در مورد مشتری، ماهواره‌های بزرگی مانند گانیمد و آیو تأثیر قابل توجهی بر میدان مغناطیسی آن ایجاد می‌کنند (ردی از جریان‌های ذرات باردار که از ماهواره‌های مربوطه به قطب‌های مغناطیسی سیاره جاری می‌شوند قابل مشاهده است). مطالعه میدان مغناطیسی مشتری وظیفه اصلی ایستگاه خودکار جونو است که در مدار آن فعالیت می کند. درک منشاء و ساختار مغناطیس کره های سیارات غول پیکر می تواند دانش ما را در مورد میدان مغناطیسی زمین غنی کند.

یخ ساز

غول های یخی اورانوس و نپتون از نظر اندازه و جرم به قدری شبیه به هم هستند که می توان آنها را بعد از زمین و زهره دومین جفت دوقلو در منظومه ما نامید. میدان های مغناطیسی قدرتمند آنها موقعیتی میانی بین میدان های مغناطیسی غول های گازی و زمین اشغال می کند. با این حال، حتی در اینجا طبیعت "تصمیم گرفت" اصلی باشد. فشار موجود در هسته های سنگی آهنی این سیارات هنوز برای اثر دینامی مانند زمین بسیار زیاد است، اما برای تشکیل لایه ای از هیدروژن فلزی کافی نیست. هسته 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 عظیم 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 8 سیاره منظومه شمسی دارای منابع میدان مغناطیسی خاص خود هستند که می توانند جریان ذرات باردار باد خورشیدی را منحرف کنند. حجم فضای اطراف سیاره که در آن باد خورشیدی از مسیر منحرف می شود، مگنتوسفر سیاره نامیده می شود. علیرغم اشتراک اصول فیزیکی تولید میدان مغناطیسی، منابع مغناطیسی به نوبه خود در بین گروه های مختلف سیارات در منظومه ستارگان 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. هسته جامد زمین احتمالاً از یک آلیاژ آهن نیکل تشکیل شده است که توسط واپاشی رادیواکتیو عناصر سنگین گرم شده است. این انرژی توسط همرفت در هسته بیرونی مایع به گوشته سیلیکات () منتقل می شود. تا همین اواخر، فرآیندهای همرفتی حرارتی در هسته بیرونی فلزی منبع اصلی دینام ژئومغناطیسی در نظر گرفته می شد. با این حال، مطالعات اخیر این فرضیه را رد می کند.

برهمکنش مگنتوسفر سیاره (در این مورد زمین) با باد خورشیدی. جریان‌های باد خورشیدی، مگنتوسفرهای سیارات را تغییر می‌دهند، که شبیه یک "دم" مغناطیسی به شدت دراز هستند که در جهت مخالف خورشید هدایت می‌شوند. "دم" مغناطیسی مشتری بیش از 600 میلیون کیلومتر امتداد دارد.

ساختار داخلی سیارات زمینی سیلیکات آهن

شماتیک مگنتوسفر عطارد با طرح القای مغناطیسی روی هم قرار گرفته است

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

غول های فلزی

ساختار داخلی مشتری و زحل

مشتری و زحل، همانطور که برای سیارات غول پیکر معمول است، در اعماق انرژی گرمایی بزرگی که در طول شکل گیری سیارات انباشته شده است، حفظ می شوند. جابجایی هیدروژن فلزی این انرژی را به پوسته گازی سیارات منتقل می کند و وضعیت آب و هوایی در جو غول ها را تعیین می کند (مشتری دو برابر انرژی دریافتی از خورشید به فضا تابش می کند). همرفت در هیدروژن فلزی، همراه با چرخش سریع روزانه مشتری و زحل، احتمالاً مغناطیس کره های قدرتمند سیارات را تشکیل می دهد.

یخ ساز

ساختار درونی اورانوس و نپتون

مشتریان عزیز!

در مورد 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 - یک میدان مغناطیسی تولید شده توسط منابع درون زمینی موضوع مطالعه ژئومغناطیس . 4.2 میلیارد سال پیش ظاهر شد. در فاصله کمی از سطح زمین، به ترتیب سه شعاع آن، خطوط میدان مغناطیسی وجود دارد دوقطبی مانند محل. این منطقه نامیده می شود پلاسماسفرزمین.

این اثر با فاصله از سطح زمین افزایش می یابد. باد خورشیدی : از کنار آفتاب میدان ژئومغناطیسی فشرده می شود و در سمت مقابل، در سمت شب، به یک "دم" بلند کشیده می شود.

اثر قابل توجهی بر روی میدان مغناطیسی روی سطح زمین توسط جریان های داخل اعمال می شود یون کره . این منطقه ای از جو فوقانی است که از ارتفاعات حدود 100 کیلومتر و بالاتر گسترش می یابد. حاوی تعداد زیادی از یون ها . پلاسما توسط میدان مغناطیسی زمین نگهداری می شود، اما وضعیت آن توسط برهمکنش میدان مغناطیسی زمین با باد خورشیدی تعیین می شود که این رابطه 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) ثباتی را ارائه نمی دهد (قضیه "ضد دینام"). مشکل پیدایش و حفظ میدان تا به امروز حل نشده است.

مکانیسم مشابهی برای تولید میدان می تواند 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 می شود و آن را به دنیای بایر امروزی تبدیل می کند.

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 برق، که در نهایت خود را به صورت میدان مغناطیسی نشان می دهد.

اطلاعات کلی

مریخ دارای میدان مغناطیسی است که بقایای میدان های مغناطیسی باستانی است. شبیه به میدان هایی است که در انتهای 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 درست 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 مردم قصد کاوش در سیاره را دارند، راهی برای محافظت از مردم در برابر اثرات مضر مورد نیاز است.

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 پیدا 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 باید برای اکتشاف و متعاقباً استعمار سیاره سرخ 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 یک از دانشمندان از حضور آن اطلاعی نداشتند.

میدان مغناطیسی عطارد

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

این توسط اثر دینام آهن مذاب در حال حرکت در هسته تشکیل می شود.میدان مغناطیسی مانند زمین دوقطبی است. یعنی دارای قطب های مغناطیسی شمال و جنوب است. MESSENGER 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.

شکاف هایی در سراسر سطح که ناشی از سرد شدن هسته سیاره و تاثیر متعاقب آن بر پوسته بود، گواه این موضوع بود. این میدان آنقدر قوی است که باد خورشیدی را منحرف کند و یک مگنتوسفر ایجاد کند.

مگنتوسفر

پلاسمای باد خورشیدی را می گیرد که به هوازدگی سطح سیاره کمک می کند. Mariner 10 انرژی کم پلاسما و انفجار ذرات پر انرژی 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 پرتوهای 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 دریافت 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 بسیار بیشتر در معرض 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 چنین است. این سیاره در نجوم به عنوان همزاد زمین شناخته می شود.

این 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 به تفاوت های قابل توجهی بین زمین و زهره اشاره دارد.

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 دینام عمل می کند.

چرا زهره میدان مغناطیسی ندارد؟

وقتی فضاپیماها آن را کاوش کردند، متوجه شدند که میدان مغناطیسی زهره وجود دارد و چندین برابر ضعیف تر از زمین است، با این حال، تابش خورشیدی را رد می کند.

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