Capcană geomagnetică

capcană geomagnetică - un tip de capcană magnetică ; o zonă din spațiul apropiat Pământului din interiorul magnetosferei Pământului, formată din câmpul magnetic al Pământului și care captează particulele încărcate care cad în el (așa-numita zonă de radiație prinsă) [1] . Teoretic, existența sa a fost fundamentată de norvegianul K. Störmer în 1913 și de suedezul H. Alven în 1950. Experimental, existența unei capcane geomagnetice a fost confirmată de o serie de experimente [2] . Are forma unui toroid distorsionat și este, de asemenea, caracterizat ca o centură de radiații naturale [3] .

Cum funcționează capcana

Capcana este situată în miezul magnetosferei, unde câmpul magnetic are o configurație apropiată de un dipol: capcana este creată de liniile de forță ale câmpului magnetic al Pământului [2] . Regiunea este plină cu particule de curele de radiații și curent inelar, precum și cu plasmă ionosferică rece, care face parte din atmosferă, și cu atomi atmosferici, care fac parte din geocorona atmosferică (exosfera ) - cei mai energici atomi ajung acolo [2] ] [1] . Din partea cozii magnetosferice, stratul de plasmă se învecinează cu capcana - principalul furnizor direct de particule din curele de radiație și curent inelar [1] .

Particulele încărcate capturate de o capcană geomagnetică oscilează de la o emisferă la alta, deplasându-se de-a lungul liniilor de câmp, rotindu-se simultan în jurul lor (o astfel de mișcare de rotație se numește Larmor și este asociată cu precesia Larmor ) [1] și derivă în longitudine datorită neomogenității câmp geomagnetic. Timpul de oscilație al particulelor atunci când se deplasează din emisfera nordică în sud și înapoi este de la 1 ms la 0,1 s, care poate fi de multe milioane, în funcție de durata de viață a particulei în starea prinsă (de la o zi la 30 de ani) [2] ] .

În longitudine, protonii și electronii se deplasează în direcții diferite cu o viteză mult mai mare: protonii și toți ionii pozitivi - la vest, electronii - la est [1] . Capcana geomagnetică a Pământului este plină cu particule de înaltă energie (de la câțiva keV la sute de MeV) care formează centurile de radiații ale Pământului; în funcție de energie, particulele pot face o revoluție completă în jurul Pământului într-un timp care variază de la câteva minute până la o zi [2] . Astfel, particulele încărcate cu energii de la 20 la 200 keV aparțin curentului inel de furtună [1] . În procesul de mișcare a particulelor de-a lungul liniilor câmpului magnetic, relația este îndeplinită , unde este unghiul dintre vectorul de viteză a particulei și direcția oglinzii intensității câmpului magnetic și începutul mișcării acesteia către punctul oglindă conjugat al capcanei geomagnetice . 2] .

Impactul perturbațiilor geomagnetice

Particulele părăsesc starea prinsă din cauza instabilității mișcării lor cauzată de perturbări ale câmpului geomagnetic (furtuni magnetice) și pierderi de energie de ionizare. Reumplerea unei părți a centurilor de radiații are loc prin captarea produselor de descompunere ai neutronilor formați de razele cosmice în atmosfera superioară a Pământului; particule de raze cosmice solare; particule ale ionosferei terestre cu accelerare ulterioară la diferite perturbări ale câmpului magnetic [2] .

Întărirea câmpului inelar duce la o slăbire a câmpului magnetic în miezul capcanei geomagnetice, ceea ce duce la o creștere a sistemelor de curent ionosferic și a aurorelor, care coboară la latitudini geomagnetice inferioare ( λ ), și la o creștere bruscă a fluxuri de particule care precipita: de exemplu, la latitudini geomagnetice de la 55 la 60 ° sunt aprinse arcuri roșii. Datorită furtunilor magnetice puternice de la ecuator, câmpul magnetic poate scădea cu aproximativ 3%, la o latitudine geomagnetică de aproximativ 50° se observă mai des aurore, iar datorită apropierii limitei interioare a cozii geomagnetice de aproximativ 2,5 Pământ. razele, dimensiunile capcanei geomagnetice pot scădea de aproximativ 4 ori [1] .

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Introducere în atelierul cosmofizic. Echipa de autori . Universitatea de Stat din Moscova , satelit „Tatiana”. Data accesului: 18 august 2020.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Enciclopedia de Fizică și Tehnologie. Capcană geomagnetică . Preluat la 18 august 2020. Arhivat din original la 28 ianuarie 2020.
  3. ↑ I.P. Bezrodnykh, E.I. Morozova, A.A. Petrukovich. Condiții de radiație pe orbita geostaționară  Voprosy elektromekhaniki. - 2010. - T. 117 . - S. 33 .

Literatură