Interplanetaarne magnetväli (IMF)

Interplanetaarne ehk planeetidevaheline magnetväli (IMF) mängib suurt rolli selles, kuidas päikesetuul suhtleb Maa magnetosfääriga. Selles artiklis õpime, mis on planeetidevaheline magnetväli ja kuidas see mõjutab maapinnal paiknevat virmaliste aktiivsust.

Päikese magnetväli

Päikeseaktiivsuse miinimumi ajal on päikese magnetväji sarnane Maa magnetväljaga. See näeb välja nagu tavaline magnet kang, millel on suletud jõujooned kangi keskosas ekvaatori lähedale ja avatud jõujooned pooluste läheduses, kangi kummaski otsas. Teadlased nimetavad neid alasid dipooliks. Päikese dipooli väli on umbes sama tugev kui külmkapi magnet (umbes 50 gauss). Maa magnetväli on umbes 100 korda nõrgem.

Kui päike jõuab oma maksimaalse aktiivsuse perioodi, on päikesekettal näha palju päikeseplekke. Need päikeseplekid täidetakse magnetismiga ja suurte magnetvälja jõujoontega, mis juhivad materjali mööda neid. Need väljajooned on sageli sadu kordi tugevamad kui ümbritsev dipool. See põhjustab selle, et päikese ümber paiknev magnetväli on väga keerulise magnetilise väljaga, millel on palju häiritud väljade jõujooni.

Meie Päikese magnetväli ei jää ainult päikese ümber. Päikese tuul kannab seda päikesesüsteemi laiali, kuni see jõuab heliopausini. Heliopaus on koht, kus päikesetuul peatub ja kus see põrkab kokku tähtedevahelise meediumiga. Kuna Päike pöörab ümber oma telje (kord umbes 25 päeva jooksul), on interplanetaarsel magnetväljal spiraalne kuju, mida nimetatakse Parkeri Spiraaliks.

B_t väärtus

Interplanetaarse magnetvälja Bt väärtus näitab interplanetaarse magnetvälja üldist tugevust. Tegemist on magnetvälja tugevuse kombineeritud mõõtmega põhja-lõuna, ida-lääne ja päikese poolt-päikese suunas. Mida kõrgem on see väärtus, seda paremas suunas muutuvad geomagnetilised tingimused virmaliste seisukohalt. Me räägime mõõdukalt tugevast kogu planeetidevahelisest magnetväljast, kui Bt ületab 10 nT. Tugevad väärtused algavad 20 nT-st ja me räägime väga tugevast kogu planeetidevahelisest magnetväljast, kui väärtused ületavad 30 nT. Mõõtühikuks on nano-Teslas (nT), mille nimetus on tulnud tuntud füüsiku, inseneri ja leiutaja Nikola Tesla nimest.

B_x, B_y ja B_z

Planeetidevahelist magnetvälja võib vaadelda kui vektorite kogumit, millel on kolme telje komponendid, neist kaks Bx ja By on orienteeritud paralleelselt ekliptikaga ja kolmas risti. Kuna Bx ja By komponendid ei ole virmaliste aktiivsuse jaoks olulised, siis seetõttu ei ole need meie veebisaidil nähtavad. Kolmas komponent, Bz väärtus on risti ekliptikaga ja on seotud päikesetuule lainete ja teiste häiretega.

Koostoime Maa magnetosfääriga

Interplanetaarse magnetvälja (Bz) põhja-lõuna suund on auroraalse aktiivsuse kõige olulisem koostisosa. Kui interplanetaarse magnetvälja põhja-lõuna suund (Bz) on orienteeritud lõuna poole, siis ühendub see Maa magnetosfääriga, mis osutab põhja poole. Mõtle tavalistele magnetitele, mis teil kodus on. Kaks vastastikku paiknevat poolust tõmbuvad üksteist! Tugev lõuna poole Bz võib tekitada maapinna magnetvälja hävitamist, häirides magnetosfääri ja võimaldades osakestel langeda meie atmosfääri Maa magnetvälja liinidel. Kui need osakesed kokku puutuvad hapniku ja lämmastiku aatomitega, mis moodustavad meie atmosfääri, tekitab see neile kuma ja kiirgavad valgust, mida näeme virmalistena.

Et geomagnetiline torm areneks, on äärmiselt oluline, et interplanetaarse magnetvälja (Bz) suund muutub lõunasse. Jätkuvad väärtused -10 nT ja madalamad, on head näitajad, et geomagnetiline torm võib areneda ning mida madalamale see väärtus läheb, seda parem on virmaliste aktiivsuse jaoks. Ainult äärmuslike sündmuste korral, millel on suur päikese tuule kiirus, on võimalik, et geomagnetiline torm (Kp5 või kõrgem) areneb põhja poole oleva Bz-ga.

Pilt: Skemaatiline diagramm, mis näitab planeetidevahelise magnetvälja (IMF-i) lõunasuunalise komponendi -Bz ja Maa magnetosfääri vahelist koostoimet.

Oluline on märkida, et me ei saa ikka veel päikesetuule struktuuris ennustada (täpselt ja järjekindlalt) Bz, see tähendab sissetuleva interplanetaarse magnetvälja põhja-lõuna komponendi Bz tugevust, orientatsiooni ja kestust. Me ei tea, millised on päikese- ja magnetvälja karakteristikud, kuni see saabub päikese-maa vahelisse Lagrange’i punkti L1 (maa ja päikese vahelisse ruumi fikseeritud punkt umbes 1,5 miljonit kilomeetri kaugusel Maast), kus satelliidid mõõdavad selle sissetuleva päikesetuule omadusi. Me õpime selle kohta rohkem teavet järgmises lõigus.

Planeetidevahelise magnetvälja mõõtmine

Et nad võivad jääda selle punkti ümber stabiilsele orbiidile.See punkt sobib ideaalselt päikese vaatlusega seonduvatele missioonidele nagu Süvakosmose Kliimamuutuste Vaatluskeskuse satelliit (DSCOVR), kuna see annab satelliidil olevale aparatuurile võimaluse mõõta päikesetuule ja planeetidevahelise magnetvälja parameetreid enne, kui ta saabub Maale. See annab meile enne, kui nad kohale jõuavad, 15–60-minutilise ettehoiatuse (sõltuvalt päikesetuule kiirusest) selle kohta, millised päikese tuule struktuurid on teel Maale.

Süvakosmose Kliimamuutuste Vaatluskeskuse (Deep Space Climate Observatory DSCOVR) missioon on nüüd peamine päikesetuule ja interplanetaarse magnetvälja andmete reaalajaline allikas, kuid Päikese-Maa punktis L1 on veel üks satelliit, mis mõõdab sissetulevat päikesetuult ja see on Edasiarendatud Kompleksne Uurimissateliit (Advanced Composition Explorer-ACE). See satelliit oli enne 2016. aasta juulit, kui DSCOVR sai täielikult toimima, peamine reaalajas ilmastikuolude allikas. Edasiarendatud Kompleksne Uurimissateliit (ACE) kogub endiselt andmeid ja töötab nüüd peamiselt DSCOVR-i varukoopiana.

Pilt: Satelliidi paiknemine Päikese-Maa vahelises Lagrange’i punktis L1.

<< Mine eelmisele lehele