Плазмосфера - Википедия - Plasmasphere

Магнито-плазменная сфера.jpg

В плазмосфера, или же внутренний магнитосфера, - область магнитосферы Земли, состоящая из низкоэнергетических (холодных) плазма. Он расположен над ионосфера. Внешняя граница плазмосферы известна как плазмопауза, что определяется падением плотности плазмы на порядок. В 1963 г. американский ученый Дон Карпентер и советский астроном Константин Грингауз доказал существование плазмосферы и плазмопаузы из анализа очень низкая частота (VLF) свистун волновые данные. Традиционно плазмосфера рассматривалась как холодная плазма с хорошим поведением, в которой движение частиц полностью определялось движением частиц. геомагнитное поле и, следовательно, вращаются вместе с Землей.

История

Открытие плазмосферы стало результатом научного исследования свистящие, природные явления, вызванные радиоволнами очень низкой частоты (ОНЧ). Свистки впервые услышали радисты в 1890-х годах.[1] Британский ученый Ллевелин Роберт Оуэн Стори показал молния произвел свист в его докторской диссертации 1953 г. диссертация.[1][2] Примерно в то же время Стори предположил, что наличие вистлеров означает, что плазма присутствует в Атмосфера Земли, и что он перемещал радиоволны в том же направлении, что и Магнитное поле Земли линий.[1][2] Из этого он сделал вывод, но не смог окончательно доказать существование плазмосферы, тонкого слоя плазмы между ионосферой и магнитосферой.[2] В 1963 г. американский ученый Дон Карпентер и советский астроном Константин Грингауз - независимо друг от друга, причем последние с использованием данных из Луна 2 космический корабль - экспериментально доказал существование плазмосферы и плазмопаузы, основываясь на мышлении Стори.[1]

В 1965 г. Стори и французский ученый М. П. Обри работали над FR-1, французский научный спутник оснащены приборами для измерения частот СНЧ и местного электронная плотность плазмы. Исследования Обри и Стори данных FR-1 VLF и электронной плотности дополнительно подтвердили их теоретические модели: VLF-волны в ионосфере иногда проходят через тонкий слой плазмы в магнитосферу, нормальный к направлению магнитного поля Земли.[3]:1181[4] На протяжении 1970-х Стори продолжал изучать ОНЧ-волны, используя данные, собранные FR-1.[2]

В 2014 спутник наблюдения из ФЕМИДА миссия показала, что могут образовываться неровности плотности, такие как шлейфы или выемки.[5][6] Также было показано, что плазмосфера не всегда вращается вместе с Землей. Плазма магнитосферы имеет много разных уровней температуры и концентрации. Самая холодная магнитосферная плазма чаще всего находится в плазмосфере. Однако плазму из плазмосферы можно обнаружить по всей магнитосфере, потому что она разносится электрическими и магнитными полями Земли. Данные, собранные близнецом Ван Аллен Зонды показывают, что плазмосфера также ограничивает высокоэнергетические ультрарелятивистский электроны из космический и солнечный происхождение от достижения низких околоземных орбит и поверхности планеты.[7][8]

  • Вид с ИЗОБРАЖЕНИЕ спутник, показывающий плазмосферу Земли с помощью прибора формирования изображения в крайнем ультрафиолете (EUV).

  • Визуализация радиационных поясов с удерживаемыми заряженными частицами (синий и желтый) и границей плазмопаузы (сине-зеленая поверхность).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Галлахер, Д. Л. (27 мая 2015 г.). «Открытие плазмосферы». Физика космической плазмы. Хантсвилл, Алабама: НАСА Центр космических полетов Маршалла. Получено 1 декабря 2020.
  2. ^ а б c d "Оуэн Стори". Вики по истории инженерии и технологий. 29 января 2019 г.. Получено 1 декабря 2020.
  3. ^ Обри, М. П. (1968). «Некоторые результаты спутникового эксперимента FR-1 по полю ОНЧ волн в зоне, близкой к передатчику». Журнал атмосферной и земной физики. 30 (6): 1161–1182. Дои:10.1016 / S0021-9169 (68) 80005-4.
  4. ^ Стори, Ллевелин Роберт Оуэн (1967). «Предварительные результаты по ОНЧ-распространению в нижней магнитосфере, полученные со спутника FR 1». Космические исследования. Амстердам: Издательство Северной Голландии (7): 588–603.
  5. ^ Карен С. Фокс (6 марта 2014 г.). «THEMIS обнаруживает новый процесс, защищающий Землю от космической погоды». www.nasa.gov. НАСА. Получено 11 апреля, 2017.
  6. ^ Б. М. Уолш; Дж. К. Фостер; П. Дж. Эриксон (7 марта 2014 г.). "Одновременные наземные и космические наблюдения за плазмосферным шлейфом и повторным соединением" (PDF). наука. 343.
  7. ^ https://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-star-trek-invisible-shield-electron-van-allen-radiation-belts-20141126-story.html
  8. ^ http://newsoffice.mit.edu/2014/plasma-shield-against-harmful-radiation-1126

дальнейшее чтение

  • Карпентер, Д. Л., Свидетельство Уистлера о «изгибе» в профиле плотности магнитосферной ионизации, J. Geophys. Соч., 68, 1675–1682, 1963.
  • Нисида А. Формирование плазмопаузы или колена магнитосферной плазмы в результате комбинированного действия магнитосферной конвекции и утечки плазмы из хвоста // J. Geophys. Рез., 71, 5669, 1966.
  • Сандель, Б. Р. и др., Наблюдения структуры и динамики плазмосферы с помощью формирователя изображений в крайнем ультрафиолетовом диапазоне // Space Sci. Ред., 109, 25, 2003.

внешняя ссылка