Planeta mais brilhante

Vênus tem um campo magnético incrivelmente fraco. Os cientistas ainda não sabem ao certo por que isso acontece. O planeta é conhecido na astronomia como gêmeo da Terra.

Tem o mesmo tamanho e aproximadamente a mesma distância do Sol. É também o único outro planeta no interior do Sistema Solar que possui uma atmosfera significativa. No entanto, a ausência de uma magnetosfera forte indica diferenças significativas entre a Terra e Vênus.

Estrutura geral do planeta

Vênus, como todos os outros planetas internos do sistema solar, é rochoso.

Os cientistas não sabem muito sobre a formação destes planetas, mas com base em dados obtidos em sondas espaciais, fizeram algumas suposições. Sabemos que houve colisões de planetasimais ricos em ferro e silicato no sistema solar. Estas colisões criaram planetas jovens, com núcleos líquidos e crostas jovens e frágeis feitas de silicatos. Contudo, o grande mistério reside no desenvolvimento do núcleo de ferro.

Sabemos que uma das razões para a formação de fortes campo magnético O núcleo de ferro da Terra funciona como um dínamo.

Por que Vênus não tem campo magnético?

Este campo magnético protege nosso planeta da forte radiação solar. Porém, isso não acontece em Vênus e existem diversas hipóteses para explicar isso. Em primeiro lugar, o seu núcleo endureceu completamente. O núcleo da Terra ainda está parcialmente fundido e isso permite produzir um campo magnético. Outra teoria é que isso se deve ao fato de o planeta não possuir placas tectônicas como a Terra.

Quando a espaçonave o examinou, descobriram que o campo magnético de Vênus existe e é várias vezes mais fraco que o da Terra, porém, ele desvia a radiação solar.

Os cientistas agora acreditam que o campo é na verdade o resultado da interação da ionosfera de Vênus com vento solar. Isso significa que o planeta possui um campo magnético induzido. No entanto, este é um assunto para futuras missões confirmarem.

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3 de outubro de 2016 às 12h40

Escudos magnéticos planetas. Sobre a diversidade de fontes de magnetosferas no sistema solar

• Ciência popular,
• Cosmonáutica,
• Astronomia

6 de 8 planetas sistema solar têm suas próprias fontes de campos magnéticos capazes de desviar fluxos de partículas carregadas do vento solar. O volume de espaço ao redor do planeta dentro do qual o vento solar se desvia de sua trajetória é chamado de magnetosfera do planeta. Apesar da semelhança dos princípios físicos da geração do campo magnético, as fontes de magnetismo, por sua vez, variam muito entre grupos diferentes planetas do nosso sistema estelar.

O estudo da diversidade dos campos magnéticos é interessante porque a presença da magnetosfera é presumivelmente uma condição importante para o surgimento da vida em um planeta ou em seu satélite natural.

Ferro e pedra

Para planetas terrestres, campos magnéticos fortes são a exceção e não a regra. Nosso planeta possui a magnetosfera mais poderosa deste grupo. O núcleo sólido da Terra supostamente consiste em uma liga de ferro-níquel aquecida pela decadência radioativa de elementos pesados. Esta energia é transferida por convecção do núcleo externo líquido para o manto de silicato (). Os processos convectivos térmicos no núcleo externo metálico eram até recentemente considerados a principal fonte do dínamo geomagnético. No entanto, pesquisas anos recentes refutar esta hipótese.

Interação da magnetosfera do planeta (em nesse caso Terra) com o vento solar. Correntes de vento solar deformam as magnetosferas dos planetas, que têm a aparência de uma “cauda” magnética altamente alongada direcionada na direção oposta ao Sol. A cauda magnética de Júpiter se estende por mais de 600 milhões de km.

Presumivelmente, a fonte de magnetismo durante a existência do nosso planeta poderia ser uma combinação complexa de vários mecanismos para gerar um campo magnético: a inicialização primária do campo a partir de uma antiga colisão com um planetóide; convecção não térmica de várias fases de ferro e níquel no núcleo externo; liberar óxido de magnésio do núcleo externo de resfriamento; influência das marés da Lua e do Sol, etc.

As entranhas da “irmã” da Terra - Vênus praticamente não geram campo magnético. Os cientistas ainda estão debatendo as razões da falta do efeito dínamo. Alguns culpam a lenta rotação diária do planeta por isso, enquanto outros argumentam que isso deveria ter sido suficiente para gerar um campo magnético. Muito provavelmente, a questão está na estrutura interna do planeta, diferente da da Terra ().

Vale ressaltar que Vênus possui a chamada magnetosfera induzida, criada pela interação do vento solar e da ionosfera do planeta

Marte está mais próximo (se não idêntico) da Terra em termos de duração do dia sideral. O planeta gira em torno de seu eixo em 24 horas, assim como os dois “colegas” descritos acima, o gigante é composto por silicatos e um quarto do núcleo de ferro-níquel. No entanto, Marte é uma ordem de grandeza mais leve que a Terra e, segundo os cientistas, seu núcleo esfriou de forma relativamente rápida, por isso o planeta não possui gerador de dínamo.

Estrutura interna dos planetas de silicato de ferro do grupo terrestre

Paradoxalmente, o segundo planeta do grupo terrestre que pode “gabar-se” de sua própria magnetosfera é Mercúrio - o menor e mais leve de todos os quatro planetas. A sua proximidade com o Sol predeterminou as condições específicas sob as quais o planeta se formou. Assim, diferentemente dos demais planetas do grupo, Mercúrio possui uma proporção relativa extremamente alta de ferro em relação à massa de todo o planeta – em média 70%. Sua órbita tem a excentricidade mais forte (a razão entre o ponto da órbita mais próximo do Sol e o mais distante) entre todos os planetas do sistema solar. Este fato, assim como a proximidade de Mercúrio com o Sol, potencializa a influência das marés no núcleo de ferro do planeta.

Diagrama da magnetosfera de Mercúrio com um gráfico sobreposto de indução magnética

Dados científicos obtidos pela espaçonave sugerem que o campo magnético é gerado pelo movimento do metal no núcleo de Mercúrio, derretido pelas forças das marés do Sol. O momento magnético deste campo é 100 vezes mais fraco que o da Terra e as suas dimensões são comparáveis ​​ao tamanho da Terra, sobretudo devido à forte influência do vento solar.

Campos magnéticos da Terra e planetas gigantes. A linha vermelha é o eixo de rotação diária dos planetas (2 é a inclinação dos pólos do campo magnético em relação a este eixo). A linha azul é o equador dos planetas (1 é a inclinação do equador em relação ao plano da eclíptica). Os campos magnéticos são representados amarelo(3 - indução do campo magnético, 4 - raio das magnetosferas nos raios dos planetas correspondentes)

Gigantes metálicos

Os planetas gigantes Júpiter e Saturno têm grandes núcleos rochosos com uma massa de 3 a 10 massas terrestres, cercados por poderosas conchas de gás, que representam a grande maioria da massa dos planetas. No entanto, estes planetas possuem magnetosferas extremamente grandes e poderosas, e a sua existência não pode ser explicada apenas pelo efeito dínamo nos núcleos rochosos. E é duvidoso que, com uma pressão tão colossal, fenómenos semelhantes aos que ocorrem no núcleo da Terra sejam sequer possíveis ali.

A chave para a solução está na camada de hidrogênio-hélio dos próprios planetas. Modelos matemáticos mostram que nas profundezas desses planetas, o hidrogênio do estado gasoso passa gradualmente para o estado de um líquido superfluido e supercondutor - o hidrogênio metálico. É chamado de metálico porque em tais valores de pressão o hidrogênio exibe as propriedades dos metais.

Estrutura interna de Júpiter e Saturno

Júpiter e Saturno, como é típico dos planetas gigantes, mantiveram uma grande energia térmica, acumulado durante a formação dos planetas. A convecção do hidrogênio metálico transfere essa energia para a camada gasosa dos planetas, determinando o clima nas atmosferas dos gigantes (Júpiter emite para o espaço o dobro da energia que recebe do Sol). A convecção no hidrogênio metálico, combinada com a rápida rotação diária de Júpiter e Saturno, presumivelmente forma as poderosas magnetosferas dos planetas.

Nos pólos magnéticos de Júpiter, bem como nos pólos semelhantes dos outros gigantes e da Terra, o vento solar provoca auroras “polares”. No caso de Júpiter, seu campo magnético é significativamente influenciado por grandes satélites como Ganimedes e Io (é visível um traço de fluxos de partículas carregadas “fluindo” dos satélites correspondentes para os pólos magnéticos do planeta). Estudar o campo magnético de Júpiter é a principal tarefa da estação automática Juno operando em sua órbita. Compreender a origem e a estrutura das magnetosferas dos planetas gigantes pode enriquecer o nosso conhecimento do campo magnético da Terra

Geradores de gelo

Os gigantes gelados Urano e Netuno são tão semelhantes em tamanho e massa que podem ser chamados de o segundo par de gêmeos do nosso sistema, depois da Terra e de Vênus. Seus poderosos campos magnéticos ocupam uma posição intermediária entre os campos magnéticos dos gigantes gasosos e da Terra. Mas também aqui a natureza “decidiu” ser original. A pressão nos núcleos rochosos destes planetas ainda é demasiado elevada para um efeito dínamo como o da Terra, mas não o suficiente para formar uma camada de hidrogénio metálico. O núcleo do planeta está rodeado por uma espessa camada de gelo feita de uma mistura de amônia, metano e água. Este “gelo” é na verdade um líquido extremamente aquecido que não ferve apenas devido à enorme pressão das atmosferas dos planetas.

Estrutura interna de Urano e Netuno

3 de outubro de 2016 às 12h40

Escudos magnéticos de planetas. Sobre a diversidade de fontes de magnetosferas no sistema solar

6 em cada 8 planetas do sistema solar têm suas próprias fontes de campos magnéticos que podem desviar fluxos de partículas carregadas do vento solar. O volume de espaço ao redor do planeta dentro do qual o vento solar se desvia de sua trajetória é chamado de magnetosfera do planeta. Apesar da semelhança dos princípios físicos de geração do campo magnético, as fontes de magnetismo, por sua vez, variam muito entre os diferentes grupos de planetas no nosso sistema estelar.

O estudo da diversidade dos campos magnéticos é interessante porque a presença de uma magnetosfera é presumivelmente uma condição importante para o surgimento da vida em um planeta ou em seu satélite natural.

Ferro e pedra

Para planetas terrestres, campos magnéticos fortes são a exceção e não a regra. Nosso planeta possui a magnetosfera mais poderosa deste grupo. O núcleo sólido da Terra supostamente consiste em uma liga de ferro-níquel aquecida pela decadência radioativa de elementos pesados. Esta energia é transferida por convecção do núcleo externo líquido para o manto de silicato (). Os processos convectivos térmicos no núcleo externo metálico eram até recentemente considerados a principal fonte do dínamo geomagnético. No entanto, pesquisas nos últimos anos refutaram essa hipótese.

Interação da magnetosfera de um planeta (neste caso, a Terra) com o vento solar. Correntes de vento solar deformam as magnetosferas dos planetas, que têm a aparência de uma “cauda” magnética altamente alongada direcionada na direção oposta ao Sol. A cauda magnética de Júpiter se estende por mais de 600 milhões de km.

Presumivelmente, a fonte de magnetismo durante a existência do nosso planeta poderia ser uma combinação complexa de vários mecanismos para gerar um campo magnético: a inicialização primária do campo a partir de uma antiga colisão com um planetóide; convecção não térmica de várias fases de ferro e níquel no núcleo externo; liberar óxido de magnésio do núcleo externo de resfriamento; influência das marés da Lua e do Sol, etc.

As entranhas da “irmã” da Terra - Vênus praticamente não geram campo magnético. Os cientistas ainda estão debatendo as razões da falta do efeito dínamo. Alguns culpam a lenta rotação diária do planeta por isso, enquanto outros argumentam que isso deveria ter sido suficiente para gerar um campo magnético. Muito provavelmente, a questão está na estrutura interna do planeta, diferente da da Terra ().

Vale ressaltar que Vênus possui a chamada magnetosfera induzida, criada pela interação do vento solar e da ionosfera do planeta

Marte está mais próximo (se não idêntico) da Terra em termos de duração do dia sideral. O planeta gira em torno de seu eixo em 24 horas, assim como os dois “colegas” descritos acima, o gigante é composto por silicatos e um quarto do núcleo de ferro-níquel. No entanto, Marte é uma ordem de grandeza mais leve que a Terra e, segundo os cientistas, seu núcleo esfriou de forma relativamente rápida, por isso o planeta não possui gerador de dínamo.

Estrutura interna dos planetas de silicato de ferro do grupo terrestre

Paradoxalmente, o segundo planeta do grupo terrestre que pode “gabar-se” de sua própria magnetosfera é Mercúrio - o menor e mais leve de todos os quatro planetas. A sua proximidade com o Sol predeterminou as condições específicas sob as quais o planeta se formou. Assim, diferentemente dos demais planetas do grupo, Mercúrio possui uma proporção relativa extremamente alta de ferro em relação à massa de todo o planeta – em média 70%. Sua órbita tem a excentricidade mais forte (a razão entre o ponto da órbita mais próximo do Sol e o mais distante) entre todos os planetas do sistema solar. Este fato, assim como a proximidade de Mercúrio com o Sol, potencializa a influência das marés no núcleo de ferro do planeta.

Diagrama da magnetosfera de Mercúrio com um gráfico sobreposto de indução magnética

Dados científicos obtidos pela espaçonave sugerem que o campo magnético é gerado pelo movimento do metal no núcleo de Mercúrio, derretido pelas forças das marés do Sol. O momento magnético deste campo é 100 vezes mais fraco que o da Terra e as suas dimensões são comparáveis ​​ao tamanho da Terra, sobretudo devido à forte influência do vento solar.

Campos magnéticos da Terra e planetas gigantes. A linha vermelha é o eixo de rotação diária dos planetas (2 é a inclinação dos pólos do campo magnético em relação a este eixo). A linha azul é o equador dos planetas (1 é a inclinação do equador em relação ao plano da eclíptica). Os campos magnéticos são representados em amarelo (3 - indução do campo magnético, 4 - raio das magnetosferas nos raios dos planetas correspondentes)

Gigantes metálicos

Os planetas gigantes Júpiter e Saturno têm grandes núcleos rochosos com uma massa de 3 a 10 massas terrestres, cercados por poderosas conchas de gás, que representam a grande maioria da massa dos planetas. No entanto, estes planetas possuem magnetosferas extremamente grandes e poderosas, e a sua existência não pode ser explicada apenas pelo efeito dínamo nos núcleos rochosos. E é duvidoso que, com uma pressão tão colossal, fenómenos semelhantes aos que ocorrem no núcleo da Terra sejam sequer possíveis ali.

A chave para a solução está na camada de hidrogênio-hélio dos próprios planetas. Modelos matemáticos mostram que nas profundezas desses planetas, o hidrogênio do estado gasoso passa gradualmente para o estado de um líquido superfluido e supercondutor - o hidrogênio metálico. É chamado de metálico porque em tais valores de pressão o hidrogênio exibe as propriedades dos metais.

Estrutura interna de Júpiter e Saturno

Júpiter e Saturno, como é típico dos planetas gigantes, retiveram em suas profundezas uma grande quantidade de energia térmica acumulada durante a formação dos planetas. A convecção do hidrogênio metálico transfere essa energia para a camada gasosa dos planetas, determinando o clima nas atmosferas dos gigantes (Júpiter emite para o espaço o dobro de energia que recebe do Sol). A convecção no hidrogênio metálico, combinada com a rápida rotação diária de Júpiter e Saturno, presumivelmente forma as poderosas magnetosferas dos planetas.

Nos pólos magnéticos de Júpiter, bem como nos pólos semelhantes dos outros gigantes e da Terra, o vento solar provoca auroras “polares”. No caso de Júpiter, seu campo magnético é significativamente influenciado por grandes satélites como Ganimedes e Io (é visível um traço de fluxos de partículas carregadas “fluindo” dos satélites correspondentes para os pólos magnéticos do planeta). Estudar o campo magnético de Júpiter é a principal tarefa da estação automática Juno operando em sua órbita. Compreender a origem e a estrutura das magnetosferas dos planetas gigantes pode enriquecer o nosso conhecimento do campo magnético da Terra

Geradores de gelo

Os gigantes gelados Urano e Netuno são tão semelhantes em tamanho e massa que podem ser chamados de o segundo par de gêmeos do nosso sistema, depois da Terra e de Vênus. Seus poderosos campos magnéticos ocupam uma posição intermediária entre os campos magnéticos dos gigantes gasosos e da Terra. Mas também aqui a natureza “decidiu” ser original. A pressão nos núcleos rochosos destes planetas ainda é demasiado elevada para um efeito dínamo como o da Terra, mas não o suficiente para formar uma camada de hidrogénio metálico. O núcleo do planeta está rodeado por uma espessa camada de gelo feita de uma mistura de amônia, metano e água. Este “gelo” é na verdade um líquido extremamente aquecido que não ferve apenas devido à enorme pressão das atmosferas dos planetas.

Estrutura interna de Urano e Netuno

Caros clientes!

O campo magnético da Terra é conhecido há muito tempo e todos sabem disso. Mas existem campos magnéticos em outros planetas? Vamos tentar descobrir...

Campo magnético da Terra ou campo geomagnético - um campo magnético , gerado por fontes intraterrestres. Assunto de estudo geomagnetismo . Apareceu há 4,2 bilhões de anos. A uma pequena distância da superfície da Terra, cerca de três dos seus raios, as linhas do campo magnético têm tipo dipolo localização. Esta área é chamada plasmasfera Terra.

À medida que você se afasta da superfície da Terra, o impacto aumenta vento solar : Pelo lado Sol o campo geomagnético é comprimido e, no lado oposto, noturno, se estende em uma longa “cauda”.

Uma influência notável no campo magnético na superfície da Terra é exercida por correntes em ionosfera . Esta é a região da alta atmosfera, estendendo-se desde altitudes de cerca de 100 km e acima. Contém um grande número de íons . O plasma é retido pelo campo magnético da Terra, mas seu estado é determinado pela interação do campo magnético da Terra com o vento solar, o que explica a conexão tempestades magnéticas na Terra com explosões solares.

O campo magnético da Terra é gerado por correntes no núcleo de metal líquido. T. Cowling mostrou em 1934 que o mecanismo de geração de campo (geodinamo) não fornece estabilidade (o teorema do “anti-dínamo”). O problema da origem e preservação do campo não foi resolvido até hoje.

Um mecanismo semelhante de geração de campo pode ocorrer em outros planetas.

Marte tem um campo magnético?

Não existe campo magnético planetário no planeta Marte. O planeta possui pólos magnéticos que são remanescentes de um antigo campo planetário. Como Marte praticamente não tem campo magnético, é constantemente bombardeado pela radiação solar e também pelo vento solar, tornando-o o mundo árido que vemos hoje.

A maioria dos planetas cria um campo magnético usando um efeito dínamo. Os metais no núcleo do planeta estão fundidos e em constante movimento. Metais em movimento criam eletricidade, que em última análise se manifesta como um campo magnético.

informações gerais

Marte tem um campo magnético que é remanescente de antigos campos magnéticos. É semelhante aos campos encontrados no fundo dos oceanos da Terra. Os cientistas acreditam que a sua presença é um possível sinal de que Marte tinha placas tectónicas. Mas outras evidências sugerem que estes movimentos das placas pararam há cerca de 4 mil milhões de anos.

As bandas de campo são bastante fortes, quase tão fortes como as da Terra, e podem estender-se centenas de quilómetros na atmosfera. Eles interagem com o vento solar e criam auroras da mesma forma que na Terra. Os cientistas observaram mais de 13.000 dessas auroras.

A ausência de um campo planetário significa que sua superfície recebe 2,5 vezes mais radiação que a Terra. Se os humanos pretendem explorar o planeta, é necessário que haja uma forma de proteger os humanos da exposição prejudicial.

Uma das consequências da ausência de campo magnético no planeta Marte é a impossibilidade da presença de água líquida na superfície. Os rovers de Marte descobriram grandes quantidades de água gelada abaixo da superfície, e os cientistas acreditam que pode haver água líquida lá. A falta de água aumenta os obstáculos que os engenheiros devem superar para estudar e, eventualmente, colonizar o Planeta Vermelho.

Campo magnético de Mercúrio

Mercúrio, como o nosso planeta, tem um campo magnético. Até o voo da espaçonave Mariner 10 em 1974, nenhum cientista sabia de sua presença.

Campo magnético de Mercúrio

É cerca de 1,1% da Terra. Muitos astrônomos da época presumiram que este campo era um campo relíquia, isto é, remanescente de história antiga. As informações da sonda MESSENGER refutaram completamente esta suposição e os astrónomos sabem agora que um efeito dínamo no núcleo de Mercúrio é responsável pela ocorrência.

É formado pelo efeito dínamo do ferro fundido movendo-se no núcleo.O campo magnético é dipolo, assim como na Terra. Isso significa que possui pólos magnéticos norte e sul. A MESSENGER não encontrou evidências da existência de anomalias em forma de manchas, o que indica que ela foi criada no centro do planeta. Até recentemente, os cientistas pensavam que o núcleo de Mercúrio havia esfriado a ponto de não poder mais girar.

Isto foi indicado por fissuras em toda a superfície, causadas pelo arrefecimento do núcleo do planeta e pelo seu subsequente efeito na crosta. O campo é forte o suficiente para desviar o vento solar, criando uma magnetosfera.

Magnetosfera

Captura plasma do vento solar, o que contribui para o desgaste da superfície do planeta. A Mariner 10 detectou baixa energia plasmática e explosões de partículas energéticas na cauda, ​​indicando efeitos dinâmicos.

A MESSENGER descobriu muitos detalhes novos, como misteriosos vazamentos de campo magnético e tornados magnéticos. Esses tornados são feixes retorcidos que vêm do campo planetário e se conectam no espaço interplanetário. Alguns desses tornados podem variar em tamanho desde 800 km de largura até um terço do raio do planeta. O campo magnético é assimétrico. A espaçonave MESSENGER descobriu que o centro do campo está deslocado quase 500 km ao norte do eixo de rotação de Mercúrio.

Por causa dessa assimetria, pólo Sul Mercúrio está menos protegido e sujeito a uma radiação muito maior de partículas solares agressivas do que o pólo norte.

Campo magnético da "estrela da manhã"

Vênus tem um campo magnético incrivelmente fraco. Os cientistas ainda não sabem ao certo por que isso acontece. O planeta é conhecido na astronomia como gêmeo da Terra.

Tem o mesmo tamanho e aproximadamente a mesma distância do Sol. É também o único outro planeta no interior do Sistema Solar que possui uma atmosfera significativa. No entanto, a ausência de uma magnetosfera forte indica diferenças significativas entre a Terra e Vênus.

Estrutura geral do planeta

Vênus, como todos os outros planetas internos do sistema solar, é rochoso.

Os cientistas não sabem muito sobre a formação destes planetas, mas com base em dados obtidos em sondas espaciais, fizeram algumas suposições. Sabemos que houve colisões de planetasimais ricos em ferro e silicato no sistema solar. Estas colisões criaram planetas jovens, com núcleos líquidos e crostas jovens e frágeis feitas de silicatos. Contudo, o grande mistério reside no desenvolvimento do núcleo de ferro.

Sabemos que uma das razões para a formação do forte campo magnético da Terra é que o núcleo de ferro funciona como um dínamo.

Por que Vênus não tem campo magnético?

Este campo magnético protege nosso planeta da forte radiação solar. Porém, isso não acontece em Vênus e existem diversas hipóteses para explicar isso. Em primeiro lugar, o seu núcleo endureceu completamente. O núcleo da Terra ainda está parcialmente fundido e isso permite produzir um campo magnético. Outra teoria é que isso se deve ao fato de o planeta não possuir placas tectônicas como a Terra.

Quando a espaçonave o examinou, descobriram que o campo magnético de Vênus existe e é várias vezes mais fraco que o da Terra, porém, ele desvia a radiação solar.

Os cientistas agora acreditam que o campo é na verdade o resultado da interação da ionosfera de Vênus com o vento solar. Isso significa que o planeta possui um campo magnético induzido. No entanto, este é um assunto para futuras missões confirmarem.