Meziplanetární magnetické pole (IMF)

Meziplanetární magnetické pole (IMF) hraje obrovské pravidlo v interakci slunečního větru s magnetosférou Země. V tomto článku se dozvíme, co je to meziplanetární magnetické pole a jak ovlivňuje aurorální aktivitu zde na Zemi.

Magnetické pole Slunce

Během slunečního minima vypadá magnetické pole Slunce podobně jako magnetické pole Země. Vypadá to trochu jako obyčejný tyčový magnet s uzavřenými čarami blízko rovníku a otevřenými siločarami poblíž pólů. Vědec nazývá tyto oblasti dipólem. Dipólové pole Slunce je asi tak silné jako magnet na lednici (asi 50 gaussů). Magnetické pole Země je asi stokrát slabší.

Kolem slunečního maxima, když Slunce dosáhne své maximální aktivity, je na viditelném slunečním disku vidět mnoho slunečních skvrn. Tyto sluneční skvrny jsou naplněny magnetismem a velkými siločarami magnetického pole, které podél nich vedou materiál. Tyto siločáry jsou často stokrát silnější než okolní dipól. To způsobí, že magnetické pole kolem Slunce bude velmi složité magnetické pole s mnoha narušenými siločarami.

Magnetické pole našeho Slunce nezůstává kolem samotného Slunce. Sluneční vítr jej přenáší sluneční soustavou, dokud nedosáhne heliopauzy. Heliopauza je místo, kde se sluneční vítr zastaví a kde koliduje s mezihvězdným médiem. Protože se Slunce otáčí kolem své osy (jednou za přibližně 25 dní), má meziplanetární magnetické pole spirálový tvar, který se nazývá Parkerova spirála.

B_t hodnota

Hodnota Bt meziplanetárního magnetického pole udává celkovou sílu meziplanetárního magnetického pole. Jedná se o kombinovanou míru intenzity magnetického pole ve směru sever-jih, východ-západ a směrem k slunci vs. směrem od slunce. Čím vyšší je tato hodnota, tím lepší je pro geomagnetické podmínky. Mluvíme o středně silném celkovém meziplanetárním magnetickém poli, když Bt překročí 10 nT. Silné hodnoty začínají na 20 nT a mluvíme o velmi silném celkovém meziplanetárním magnetickém poli, když hodnoty překročí 30 nT. Jednotky jsou v nano-Tesle (nT) - pojmenované podle Nikoly Tesly, slavného fyzika, inženýra a vynálezce.

B_x, B_y a B_z

Meziplanetární magnetické pole je vektorová veličina se tříosou složkou, z nichž dvě (Bx a By) jsou orientovány rovnoběžně s ekliptikou. Komponenty Bx a By nejsou pro polární činnost důležité a nejsou proto uvedeny na našich webových stránkách. Třetí složka, hodnota Bz, je kolmá na ekliptiku a je vytvářena vlnami a jinými poruchami slunečního větru.

Interakce s magnetosférou Země

Směr sever-jih meziplanetárního magnetického pole (Bz) je nejdůležitější složkou polární činnosti. Když je severojižní směr (Bz) meziplanetárního magnetického pole orientován na jih, spojí se s magnetosférou Země, která ukazuje na sever. Vzpomeňte si na obyčejné tyčové magnety, které máte doma. Dva protilehlé póly se navzájem přitahují! (Silný) na jih Bz může způsobit zmatek s magnetickým polem Země, narušit magnetosféru a nechat částice pršet dolů do naší atmosféry podél čar magnetického pole Země. Když se tyto částice srazí s atomy kyslíku a dusíku, které tvoří naši atmosféru, způsobí to, že září a vydávají světlo, které vidíme jako polární záři.

Pro rozvoj geomagnetické bouře je důležité, aby se směr meziplanetárního magnetického pole (Bz) otočil na jih. Pokračující hodnoty -10 nT a nižší jsou dobrým indikátorem toho, že by se mohla vyvinout geomagnetická bouře, ale čím nižší je tato hodnota, tím lépe je to pro polární činnost. Pouze během extrémních událostí s vysokou rychlostí slunečního větru je možné, aby se geomagnetická bouře (Kp5 nebo vyšší) vyvinula se severním Bz.

Obraz: Schematický diagram ukazující interakci mezi MMF s jižním Bz a zemskou magnetosférou.

Je důležité si uvědomit, že stále nemůžeme předpovědět (přesně a důsledně) Bz (t), tj. Sílu, orientaci a trvání severojižní meziplanetární složky magnetického pole Bz přicházející struktury slunečního větru. Nevíme, jaké jsou charakteristiky slunečního větru a magnetického pole, dokud nedorazí do bodu lagrange Slunce-Země 1 (pevný bod v prostoru mezi Zemí a Sluncem asi 1,5 milionu kilometrů od Země), kde satelity měří vlastnosti přicházející sluneční vítr. O tom se v dalším odstavci dozvíme více.

Měření meziplanetárního magnetického pole

Údaje o slunečním větru a meziplanetárním magnetickém poli v reálném čase, které najdete na tomto webu, pocházejí ze satelitu DSCOVR (Deep Space Climate Observatory), který je umístěn na oběžné dráze kolem Lagrangeova bodu Slunce-Země 1. Jedná se o bod ve vesmíru který je vždy umístěn mezi Sluncem a Zemí, kde gravitace Slunce a Země má stejný tlak na satelity, což znamená, že mohou zůstat na stabilní oběžné dráze kolem tohoto bodu. Tento bod je ideální pro sluneční mise, jako je DSCOVR, protože dává DSCOVR příležitost měřit parametry slunečního větru a meziplanetárního magnetického pole před jeho příletem na Zemi. To nám dává 15 až 60 minutový varovný čas (v závislosti na rychlosti slunečního větru) ohledně toho, jaké struktury slunečního větru jsou na cestě na Zemi.

Mise Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) je nyní primárním zdrojem údajů o slunečním větru a meziplanetárním magnetickém poli v reálném čase, ale v bodě L1 Slunce-Země je ještě jeden satelit, který měří příchozí sluneční vítr, a to je Advanced Composition Explorer. Tento satelit býval primárním zdrojem dat o počasí ve vesmíru v reálném čase až do července 2016, kdy byl DSCOVR plně funkční. Družice ACE (Advanced Composition Explorer) stále shromažďuje data a nyní funguje většinou jako záloha pro DSCOVR.

Obraz: Umístění satelitu v bodě L1 Slunce-Země.

<< Přejít na předchozí stránku