Międzyplanetarne pole magnetyczne

Międzyplanetarnym pola magnetycznego ( MIC ), znany również jako pole magnetyczne heliosferę , jest pole magnetyczne od Sun przenoszone przez wiatr energii słonecznej przez planety i innych organach w układzie słonecznym w międzyplanetarnej aż granicach heliosferze .

Obecne modele CMI nadają mu spiralny kształt , zwany spiralą Parkera . Chociaż przybliżenie to podlega ogólnym zmianom, ze względu na zmiany aktywności słonecznej i wpływów wywieranych przez ośrodek międzygwiazdowy , a także lokalne, z powodu wpływów wywieranych przez magnetosfery niektórych planet, wydaje się, że odpowiada do pewnego stopnia dokładności obserwacjom CMI wykonane od połowy XX -tego  wieku .

Opis

Wiatr słoneczny to plazma złożona z zjonizowanych cząstek przyspieszanych przez Słońce i oddalających się od niego z prędkością naddźwiękową , a nawet relatywistyczną . To sprawia, że ​​wiatr słoneczny może przenosić linie pól magnetycznych . Dominuje ciśnienie magnetyczne w gwiazdę , wraz z obrotem Słońca powoduje się dominować większość heliosferze w postaci spirali .

Modelowanie

Modelowanie CMI zakłada pewne wstępne założenia. Po pierwsze, musimy przyjąć stan równowagi, to znaczy, że grawitację słoneczną i przyspieszenie wiatru słonecznego można pominąć z pewnej odległości. W ten sposób prędkość radialna staje się stała, a prędkość styczna jest bezpośrednio związana z obrotem Słońca.

Następnie należy założyć, że plazma jest doskonałym przewodnikiem. W ten sposób linie pola magnetycznego poruszają się wraz z nim. Oznacza to, że linie prądu pola magnetycznego zawsze będą równoległe do linii prądu prędkości a rotacja Słońca nadaje kształt spirali.

Chociaż przedstawiają sytuację wyidealizowaną, przybliżenia te umożliwiają uzyskanie wyników zgodnych z obserwacjami uzyskanymi z różnych satelitów i sond kosmicznych (por. #Observations )

Efekty

Kilka planet w Układzie Słonecznym ma mniej lub bardziej intensywne pole magnetyczne. Interakcja między tym ostatnim a CMI generuje różne zjawiska fizyczne.

W ten sposób ziemska magnetosfera odchyla wiatr słoneczny. Spotkanie MIC z polem magnetycznym Ziemi następuje dokładniej w magnetopauzie . Dzięki temu CMI może odchylać lub częściowo anulować pole magnetyczne Ziemi.

Blisko Ziemi MIC ma niską wartość, różniącą się siłą od 1 do 37 nano- tesli (nT), ze średnią wartością ~ 6 nT.

Obserwacje

CMI był obserwowany przez kilka satelitów, takich jak Imp-1 , Imp-8 , ISEE-1 i ISEE-3 , a także przez sondy, takie jak Voyager 1 i 2 .

Gdyby przestrzeń była pusta , słoneczne pole magnetyczne zmniejszyłoby się w funkcji sześcianu odległości. Poruszałby się od 10-4 T na swojej powierzchni do około 10-11 T na poziomie orbity Ziemi . Jednak pierwsze obserwacje CMI na wysokości Ziemi wykazały intensywność około 100 razy większą niż oczekiwano ( 10–9 T). Byłoby to spowodowane pewną ilością plazmy obecną w ośrodku międzyplanetarnym . Rzeczywiście, zapewnia to, że ośrodek międzyplanetarny można porównać do przewodzącego płynu skąpanego w polu magnetycznym , które indukuje prąd elektryczny, który w zamian wytwarza pole magnetyczne, zgodnie z mechanizmem podobnym do mechanizmu generatora .

Wariacje

Na wartość MIC może wpływać kilka zjawisk, w tym międzyplanetarne wieńcowe wyrzuty masy (ICME), ośrodek międzygwiazdowy lub efekt Cranfill .

Zmiany w międzyplanetarnym polu magnetycznym mogą wpływać na pogodę kosmiczną . Odnosi się to do warunków i procesów zachodzących w kosmosie, które mogą wpływać na środowisko w pobliżu Ziemi. Takie warunki mogą spowodować uszkodzenie satelitów, a nawet przerwanie sieci elektroenergetycznej .

Uwagi i odniesienia

(fr) Ten artykuł jest częściowo lub w całości zaczerpnięty z artykułu Wikipedii w języku angielskim zatytułowanego „  Interplanetary magnetic field  ” ( patrz lista autorów ) .
  1. (in) „  Obraz na wso.stanford.edu  ”
  2. S. Masson, S. Dasso, P. Démoulin i K.-L. Klein, „  Propagacja relatywistycznych cząstek słonecznych w ośrodku międzyplanetarnym  ”, Sympozjum PNST , 28-30 września 2009, s.  1-10 ( czytaj online , dostęp 8 grudnia 2014 )
  3. (en) „  The Interplanetary Magnetic Field (Parker Spiral)  ” , w Wolfram Demonstrations Project ,2014(dostęp 8 grudnia 2014 )
  4. Philippe Savoini, „  Plazma kosmiczna i relacje Słońce-Ziemia  ” ,2008
  5. (w) Andre Balogh, Heliosphere through the Solar Activity Cycle , Springer Science & Business Media,2007, 312  pkt. ( czytaj online ) ,?
  6. „  Origin of the solar magnetic field  ” , on Luxorion ( data dostępu: 8 grudnia 2014 r. )
  7. (w) Richard Fitzpatrick, „  Fizyka plazmy  ” ,2011
  8. (i) CT Russell „  wiatr energii słonecznej i międzyplanetarnym pole magnetyczne: A Tutorial  ” , przestrzeń pogody, Geophys , N O  1252001, s.  73-89 ( czytaj online )
  9. (w) N Maynard, "  Obserwacje polarne konwekcji z północnym międzyplanetarnym polem magnetycznym na dużych szerokościach dziennych  " , J. Geophys . Res. , N O  1031998, s.  29-45 ( czytaj online )
  10. (in) „  MFIs and SWP Data Description  ” on Space Physics Interactive Data Resource (dostęp: 8 grudnia 2014 r. )
  11. (en) JM Wilcox, "  Quasi-stacjonarna struktura korotacyjna w ośrodku międzyplanetarnym  " , J. Geophys. Res. , N O  70,1 st grudzień 1965, s.  5793–5805 ( czytaj online )
  12. (w) „  IMP-8 Project Information  ” on NASA (dostęp 8 grudnia 2014 )
  13. (w) CT Russell, „  Porównanie międzyplanetarnych obserwacji pola magnetycznego ISEE-1 i -3  ” , Geophys. Res. Lett., 7 , n O  5,1980, s.  381–384 ( czytaj online )
  14. (w) LF Burlaga i NF Ness, „  Radial and Latitudinal Variations of Magnetic Field Strength in the Outer Heliosphere  ” , J. Geophys. Res. , vol.  98, n o  A31993, s.  3539–3549 ( czytaj online )
  15. (w) , KW Behannon, "  Magnetic burze ogona magnetycznego  " , Journal of Geophysical Research , n O  71,1 st maja 1966, s.  2327-2351 ( czytaj online )
  16. Sébastien Galtier, Magnetohydrodynamics: od laboratoryjnej plazmy do astrofizyki , Vuibert,2013, 304  s.
  17. (w) S. Masson, P. Démoulin S. Dasso i K.-L. Klein, „  Międzyplanetarna struktura magnetyczna, która kieruje relatywistycznymi cząsteczkami Słońca  ” , Astronomy & Astrophysics , vol.  538,2012, A32 ( czytaj online )
  18. (w) Steve Suess, „  Międzyplanetarne pole magnetyczne  ” ,1999
  19. (w) Le Roux, JA i Ptuskin, V. S, „  Dynamiczne znaczenie heliosferycznego pola magnetycznego Selon ma sferyczno-symetryczny energetyczny model hydrodynamiczny cząstek  ” , 24. Międzynarodowa Konferencja Promieni Kosmicznych , tom.  4,1995, s.  726 ( czytaj online )
  20. „  Prognoza pogody kosmicznej w Kanadzie  ” , na temat Natural Resources Canada (dostęp: 14 grudnia 2014 )

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne