Википедија

Магнетно поле на Меркур

(Пренасочено од Магнетосфера на Меркур)

Магнетното поле на Меркур — приближно магнетен дипол (што значи дека полето има само два магнетни пола) [8][9] на планетата Меркур.[10] Податоците од Маринер 10 довеле до негово откривање во 1974 година; леталото ја измерило јачината на полето како 1,1% од онаа на магнетното поле на Земјата.[11] Потеклото на магнетното поле може да се објасни со динамо-теоријата.

Магнетосфера на Mercury
График кој ја покажува релативната јачина на магнетното поле на Меркур.
Откривање[1]
Откриена одМаринер 10
Дата на откривањеapril 1974
Внатрешно поле [2][3]
Радиус на Mercury2,439.7 ± 1.0 km
Магнетен момент2 - 6 × 1012 T•m3
Екваторијален интензитет300 nT
Навалување на диполот0.0°[4]
Параметри на Сончев ветар [5]
Брзина400 km/s
Магнетосферски параметри [6][7]
ВидIntrinsic
Растојание на магнетопауза1.4 RM
Должина на Магнетоопашка10–100 RM
Главни јониNa+, O+, K+, Mg+, Ca+, S+, H2S+
Извори на плазмаСончев ветар
Максимална енергија на честичкидо 50 keV
Поларна светлина

Сила

уреди

Магнетното поле е околу 1,1% силно како Земјиното. На Хермеовиот екватор, релативната јачина на магнетното поле е околу 300 nT, што е послаба од онаа на месечината на Јупитер, Ганимед.[12] Магнетното поле на Меркур е послабо од Земјиното бидејќи неговото јадро се оладило и зацврстило побрзо од Земјиното.[13] Иако магнетното поле на Меркур е многу послабо од магнетното поле на Земјата, сепак е доволно силно да го одврати сончевиот ветер, предизвикувајќи магнетосфера. Бидејќи магнетното поле на Меркур е слабо, додека меѓупланетарното магнетно поле со кое комуницира во неговата орбита е релативно силно, динамичкиот притисок на сончевиот ветер во орбитата на Меркур е исто така трипати поголем отколку на Земјата.

Дали магнетното поле се променило во некој значаен степен помеѓу мисијата Маринер 10 и мисијата Месинџер останува отворено прашање. Прегледот на магнетните податоци на Маринер истакнуваат осум различни трудови во кои се нуди не помалку од петнаесет различни математички модели на магнетното поле добиени при анализа, со пријавен центриран магнетен диполен момент кои се движи од 136 до 350 nT-R M 3 (RM е полупречник на Меркур од 2436 км). Дополнително, тие било истакнато дека „проценките за диполот добиен од позициите на лакотниот удар и/или магнетопаузата (само) се движат од приближно 200 nT-R M 3 (Русел 1977) до приближно 400 nT-R M 3 (Славин и Холзер 1979b). Тие заклучиле дека „недостигот на согласност меѓу моделите се должи на фундаменталните ограничувања наметнати од просторната распределба на достапните набљудувања“. Андерсон и сор. во 2011 година, користејќи висококвалитетни податоци од Месинџер од многу орбити околу Меркур - наспроти само неколку прелетувања со голема брзина, откриле дека диполниот момент е 195 ± 10 nT-R M 3.[14]

Откритие

уреди
 
Податоците од Маринер 10 довеле до откривање на магнетното поле на Меркур.

Пред 1974 година, се сметало дека Меркур не може да генерира магнетно поле поради неговиот релативно мал пречник и недостатокот на атмосфера. Меѓутоа, кога Маринер 10 прелетал покрај Меркур (некаде околу април 1974 година), открил магнетно поле кое било околу 1/100 од вкупната магнитуда на магнетното поле на Земјата. Но, овие премини обезбедиле слаби ограничувања на големината на внатрешното магнетно поле, неговата ориентација и неговата хармонична структура, делумно поради тоа што покриеноста на планетарното поле била слаба и поради недостатокот на истовремени набљудувања на густината и брзината на бројот на сончевиот ветер. Од откривањето, магнетното поле на Меркур добило големо внимание,[15] првенствено поради малата големина на Меркур и бавната ротација долга 59 дена.

Се смета дека самото магнетно поле потекнува од механизмот на динамо, иако тоа сè уште е неизвесно.

Потекло

уреди

Потеклото на магнетното поле може да се објасни со теоријата на динамо;[16] т.е. со конвекција или струење на електрично спроводливо стопено железо во надворешното јадро на планетата.[17] Динамо се создава од големо железно јадро кое потонало до центарот на маса на планетата, не се ладило со текот на годините, надворешно јадро кое не е целосно зацврстено и циркулира низ внатрешноста. Пред откривањето на неговото магнетно поле во 1974 година, се сметало дека поради малата големина на Меркур, неговото јадро се оладило со текот на годините. Сè уште има потешкотии со оваа теорија на динамо, вклучувајќи го и фактот дека Меркур има бавна ротација долга 59 дена што не може да овозможи да се генерира магнетно поле.

Оваа динамо е веројатно послаба од Земјиното бидејќи е управувано од термо-композициската конвекција поврзана со зацврстувањето на внатрешното јадро. Топлинскиот градиент на границата помеѓу јадрото и обвивката е субадијабатски, па оттука и надворешниот регион на течното јадро е стабилно стратификуван со динамо што работи само на длабочина, каде што се создава силно поле.[18] Поради бавната ротација на планетата, во добиеното магнетно поле доминираат компоненти од мали размери кои брзо флуктуираат со текот на времето. Поради слабото внатрешно генерирано магнетно поле, исто така е можно магнетното поле генерирано од струите на магнетопаузата да покажува негативен фидбек на процесите на динамо, што предизвикува слабеење на вкупното поле.[19][20]

Магнетни полови и магнетно мерење

уреди
 
Магнетното поле на Меркур има тенденција да биде посилно на екваторот отколку во другите области на Меркур.

Како и Земјиното, магнетното поле на Меркур е навалено,[21] што значи дека магнетните полови не се наоѓаат на истата област како и географските полови. Како резултат на асиметријата север-југ во внатрешното магнетно поле на Меркур, геометријата на линиите на магнетното поле е различна во северните и јужните поларни региони на Меркур.[22] Особено, магнетната „поларна капа“ каде линиите на полето се отворени за меѓупланетарната средина е многу поголема во близина на јужниот пол. Оваа геометрија имплицира дека јужнополарниот регион е многу повеќе изложен отколку на север на наелектризирани честички загреани и забрзани од интеракциите на сончевиот ветер-магнетосфера. Јачината на четириполскиот момент и наклонот на диполниот момент се целосно неограничени.[3]

Биле спроведени различни начини на мерење на магнетното поле на Меркур.[23] Неодамнешните радарски мерења на Земјата на ротацијата на Меркур откриле мало лулачко движење, објаснувајќи дека јадрото на Меркур е барем делумно стопено, што значи дека железниот „снег“ помага во одржувањето на магнетното поле.[24] Вселенското летало Месинџер се очекувало да направи повеќе од 500 милиони мерења на магнетното поле на Меркур со помош на неговиот чувствителен магнетометар. Во текот на првите 88 дена во орбитата околу Меркур, Месинџер направил шест различни групи на мерења на магнетното поле додека поминувало низ магнетопаузата на Меркур.[25]

Одлики

уреди
 
Вселенското летало Месинџер забележало дека магнетното поле на Меркур е одговорно за неколку магнетни „торнада“

Научниците забележале дека магнетното поле на Меркур може да биде екстремно „пропустливо“,[26][27][28] бидејќи Месинџер наишол на магнетни „торнада“ за време на неговото второ прелетување на 6 октомври 2008 година, што веројатно би можело да ја надополни атмосферата (или „ егзосфера“, како што навеле астрономите). Кога Маринер 10 прелетал покрај Меркур во 1974 година, неговите сигнали го измериле ударот од лакот, влезот и излезот од магнетопаузата и дека магнетосферската празнина е ~ 20 пати помала од Земјината, а сето тоа веројатно се распаднало за време на прелетувањето на Месинџер.[29] И покрај тоа што полето е нешто повеќе од 1% силно како Земјиното, неговото откривање од страна на Маринер 10 било земено од некои научници како показател дека надворешното јадро на Меркур е сè уште течно, или барем делумно течно со железо и веројатно други метали.[30]

Мисијата БепиКоломбо

уреди

БепиКоломбо е заедничка мисија на Европската вселенска агенција (ESA) и Јапонската агенција за воздушно истражување (JAXA) на Меркур.[31] Лансирана е во октомври 2018 година.[32] Дел од целите на нејзината мисија ќе биде да го разјасни магнетното поле на Меркур.[33][34]

Наводи

уреди
  1. ↑ „MESSENGER Data from Mercury Orbit Confirms Theories, Offers Surprises“. The Watchtowers. 2011-06-06. Архивирано од изворникот на 2013-02-04. Посетено на 2011-07-26.
  2. ↑ Russell, C. T. (1992-12-03). „Magnetic Fields of the Terrestrial Planets“ (PDF). UCLA – IGPP. Архивирано од изворникот (PDF) на 2011-09-27. Посетено на 2011-07-26.
  3. ↑ 3,0 3,1 C. T. Russell; J. G. Luhmann. „Mercury: Magnetic Field and Magnetosphere“. University of California, Los Angeles. Архивирано од изворникот на 2019-06-12. Посетено на 2011-07-18.C. T. Russell; J. G. Luhmann.
  4. ↑ Williams, David, R. „Dr“. Planetary Fact Sheets. NASA Goddard Space Flight Center. Архивирано од изворникот на 28 March 2014. Посетено на 6 September 2016.
  5. ↑ James A. Slavin; Brian J. Anderson; Daniel N. Baker; Mehdi Benna; Scott A. Boardsen; George Gloeckler; Robert E. Gold; George C. Ho; Suzanne M. Imber; Haje Korth; Stamatios M. Krimigis; Ralph L. McNutt Jr.; Larry R. Nittler; Jim M. Raines; Menelaos Sarantos; David Schriver; Sean C. Solomon; Richard D. Starr; Pavel Trávníček; Thomas H. Zurbuchen. „MESSENGER Observations of Reconnection and Its Effects on Mercury's Magnetosphere“ (PDF). University of Colorado. Архивирано од изворникот (PDF) на 2011-09-27. Посетено на 2011-07-27.
  6. ↑ Reka Moldovan; Brian J. Anderson; Catherine L. Johnson; James A. Slavin; Haje Korth; Michael E. Purucker; Sean C. Solomon (2011). „Mercury's magnetopause and bow shock from MESSENGER observations“ (PDF). EPSC – DPS. Посетено на 2011-07-26.
  7. ↑ A. V. Lukyanov; S. Barabash; R. Lundin; P. C. Brandt (August 4, 2000). „Energetic neutral atom imaging of Mercury′s magnetosphere 2. Distribution of energetic charged particles in a compact magnetosphere – Abstract“. Planetary and Space Science. Laurel, Maryland: Applied Physics Laboratory. 49 (14–15): 1677–1684. Bibcode:2001P&SS...49.1677L. doi:10.1016/S0032-0633(01)00106-4.
  8. ↑ Tony Phillips (2008-07-03). „New Discoveries at Mercury“. Science@Nasa. Архивирано од изворникот на 2019-06-29. Посетено на 2011-07-16.
  9. ↑ Williams, David R. „Planetary Fact Sheet“. NASA Goddard Space Flight Center. Посетено на 2011-07-25.
  10. ↑ Randy Russell (2009-05-29). „The Magnetic Poles of Mercury“. Windows to the Universe. Посетено на 2011-07-16.
  11. ↑ Jerry Coffey (2009-07-24). „Mercury Magnetic Field“. Universe Today. Посетено на 2011-07-16.
  12. ↑ Kabin, K.; Heimpel, M. H.; Rankin, R.; Aurnou, J. M.; Gómez-Pérez, N.; Paral, J.; Gombosi, T. I.; Zurbuchen, T. H.; Koehn, P. L. (2007-06-29). „Global MHD modeling of Mercury's magnetosphere with applications to the MESSENGER mission and dynamo theory“ (PDF). Icarus. University of California, Berkeley. 195 (1): 1–15. Bibcode:2008Icar..195....1K. doi:10.1016/j.icarus.2007.11.028. Архивирано од изворникот (PDF) на 2012-03-27. Посетено на 2011-07-16.
  13. ↑ Lidunka Vočadlo; Lars Stixrude. „Mercury: its composition, internal structure and magnetic field“ (PDF). UCL Earth Sciences. Архивирано од изворникот (PDF) на 2011-09-28. Посетено на 2011-07-16.
  14. ↑ Brian J. Anderson; Catherine L. Johnson; Haje Korth; Michael E. Purucker; Reka M. Winslow; James A. Slavin; Sean C. Solomon; Ralph L. McNutt Jr.; Jim M. Raines (September 2011). „The Global Magnetic Field of Mercury from MESSENGER Orbital Observations“. Science. American Association for the Advancement of Science. 333 (6051): 1859–1862. Bibcode:2011Sci...333.1859A. doi:10.1126/science.1211001. PMID 21960627.
  15. ↑ Clara Moskowitz (January 30, 2008). „NASA Spots Mysterious 'Spider' on Mercury“. FoxNews. Посетено на July 20, 2011.
  16. ↑ Jon Cartwright (2007-05-04). „Molten core solves mystery of Mercury's magnetic field“. Physics World. Архивирано од изворникот на 2012-02-05. Посетено на 2011-07-16.Jon Cartwright (2007-05-04).
  17. ↑ Staff Writers (2011-05-20). „Measuring the Magnetic Field of Mercury“. SpaceDaily. Посетено на 2011-07-16.
  18. ↑ Christensen, Ulrich R. (2006). „A deep dynamo generating Mercury's magnetic field“. Nature. Katlenberg-Lindau: Max-Planck Institute of Germany. 444 (7122): 1056–1058. Bibcode:2006Natur.444.1056C. doi:10.1038/nature05342. PMID 17183319.
  19. ↑ K. H. Glassmeier; H. U. Auster; U. Motschmann (2007). „A feedback dynamo generating Mercury's magnetic field“. Geophys. Res. Lett. 34 (22): L22201. Bibcode:2007GeoRL..3422201G. doi:10.1029/2007GL031662.
  20. ↑ D. Heyner; J. Wicht; N. Gomez-Perez; D. Schmitt; H. U. Auster; K. H.Glassmeier (2011). „Evidence from Numerical Experiments for a Feedback Dynamo Generating Mercury{\rsquo}s Magnetic Field“. Science. 334 (6063): 1690–1693. Bibcode:2011Sci...334.1690H. doi:10.1126/science.1207290. PMID 22194574.
  21. ↑ Randy Russell (2009-05-29). „Mercury's Poles“. Windows to the Universe. Посетено на 2011-07-18.
  22. ↑ Lynn Jenner; Brian Dunbar (2011-06-16). „Magnetic field lines differ at Mercury's north and south poles“. NASA. Архивирано од изворникот на 2016-11-06. Посетено на 2011-07-18.
  23. ↑ Giacomo Giampieri; André Balogh (2001). „Modelling of magnetic field measurements at Mercury“. Planet. Space Sci. Imperial College, London. 49 (14–15): 163–7. Bibcode:2001P&SS...49.1637G. CiteSeerX 10.1.1.25.5685. doi:10.1016/S0032-0633(01)00101-5.
  24. ↑ „Iron 'snow' helps maintain Mercury's magnetic field, scientists say“. ScienceDaily. 2008-05-08. Посетено на 2011-07-18.
  25. ↑ „Mercury's magnetic field measured by MESSENGER orbiter“. phys.org (англиски). Посетено на 2019-08-22.
  26. ↑ Steigerwald, Bill (2009-06-02). „Magnetic Tornadoes Could Liberate Mercury's Tenuous Atmosphere“. NASA/Goddard Space Flight Center. Архивирано од изворникот на 2018-05-19. Посетено на 2009-07-18.
  27. ↑ NASA/Goddard Space Flight Center (2009-06-02). „Magnetic Tornadoes Could Liberate Mercury's Tenuous Atmosphere“. ScienceDaily. Посетено на 2011-07-25.
  28. ↑ Brian Ventrudo (2009-06-03). „How Magnetic Tornadoes Might Regenerate Mercury's Atmosphere“. Universe Today. Посетено на 2011-07-25.
  29. ↑ Kerri Donaldson Hanna. „Mercury's Magnetic Field“ (PDF). University of Arizona – Lunar and Planetary Laboratory. Посетено на 2011-07-25.
  30. ↑ David Shiga (2007-05-03). „Molten core may explain Mercury's magnetic field“. New Scientist. Посетено на 2011-07-25.
  31. ↑ Amos, Jonathan (2008-01-18). „European probe aims for Mercury“. The European Space Agency (Esa) has signed an industrial contract to build a probe to send to the planet Mercury. BBC News. Посетено на 2008-01-21.
  32. ↑ „ESA Science & Technology: Fact Sheet“. esa.int. Посетено на April 5, 2015.
  33. ↑ Staff (2008). „MM - BepiColombo“. Japan Aerospace Exploration Agency. Архивирано од изворникот на 2016-11-13. Посетено на 2014-02-07.
  34. ↑ K. H. Glassmeier; и др. (2010). „The fluxgate magnetometer of the BepiColombo Mercury Planetary Orbiter“. Planet. Space Sci. 58 (1–2): 287–299. Bibcode:2010P&SS...58..287G. doi:10.1016/j.pss.2008.06.018.
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Магнетно_поле_на_Меркур&oldid=5096781“