Используйте магнитные поля, чтобы понять космическую погоду

Солнце генерирует невероятное количество энергии, энергии, которую вы можете видеть и чувствовать как свет и тепло. Другие формы энергии Солнца невидимы для человека. Даже если вы их не видите, заряженные частицы, магнитные поля, гамма- и рентгеновские лучи, излучаемые Солнцем, влияют на Землю. Более того, когда эти невидимые формы энергии взаимодействуют с магнитным полем и атмосферой планеты, они создают одни из самых красивых проявлений цвета и света в Солнечной системе.

Вы можете этого не осознавать, но в космосе существует погода, управляемая Солнцем. Солнечная погода влияет на Землю по-разному, но не всегда хорошо. Чтобы понять, как это происходит, вы должны разобраться в солнечном ветре и магнитных полях. Так что выньте свои магниты, потому что вам предстоит экспериментировать с защитной силой, защищающей нашу планету.

Не можете дождаться, чтобы начать? Переходите к эксперименту!

Поверхность Солнца постоянно меняется, поскольку электрически заряженная плазма взаимодействует с магнитными полями, вызывая разнообразную солнечную активность — холодные магнитные солнечные пятна, энергичные взрывы солнечных вспышек и гигантские пузыри плазмы, называемые корональными выбросами массы (КВМ). Извержения вспышек и КВМ выбрасывают радиацию в космос. В совокупности эта деятельность создает тип погоды, называемый космической погодой, который может мешать радиосвязи, электросетям и спутникам вокруг Земли.

Далеко над видимой поверхностью Солнца его сверхгорячая внешняя атмосфера, корона, также взаимодействует с магнитными полями на поверхности. Частицы короны образуют красивые стримеры, петли и шлейфы, которые простираются далеко от массивного тела Солнца. Эти высокоэнергетические частицы могут избежать гравитации Солнца, мощной силы, которая притягивает все к центру тела массы. Высвободившиеся частицы выбрасываются в космос со скоростью до миллиона миль в час, увлекая за собой часть магнитного поля Солнца. Солнечный ветер— поток магнитных полей и заряженных частиц от Солнца.

Солнечный ветер преодолевает миллиарды миль к краям Солнечной системы. При этом солнечный ветер взаимодействует с каждой планетой. Комбинация радиации, магнитных полей и заряженных частиц, которые Солнце выбрасывает в космос, может повлиять на Землю и остальную часть Солнечной системы. Солнечный ветер бьет по поверхности астероидов и планет без атмосферы. Он меняет состав поверхности Луны и создает пузырь наэлектризованных частиц вокруг Марса. На Земле солнечный ветер может быть опасен как для организмов, так и для техники.

К счастью, у Земли есть собственное магнитное поле, называемое магнитосферой.

Ядро Земли состоит из железа и никеля. Когда Земля вращается вокруг своей оси, горячее жидкое внешнее ядро ​​вращается и движется вокруг твердого внутреннего ядра. Это движение производит электрический ток, который генерирует и поддерживает сильное магнитное поле вокруг планеты. Поле имеет два противоположных полюса, расположенные на севере и юге планеты, подобно обычному стержневому магниту.

Магнитосфера и атмосфера Земли образуют защитный щит от солнечного ветра, создаваемого нашим Солнцем. Большинство заряженных частиц врезаются в этот щит и обтекают его вдоль силовых линий нашей магнитосферы. Сторона магнитосферы, обращенная к Солнцу, сжимается и сплющивается электромагнитной силой солнечного ветра, направленной против нее, в то время как другая сторона притягивается и вытягивается, как хвост.

Иногда заряженные частицы Солнца преодолевают магнитный щит Земли. Обычно это происходит, когда солнечная буря или КВМ посылает к Земле дополнительную радиацию, которая соединяется с частицами солнечного ветра. Эти частицы попадают в магнитосферу Земли. Затем они врезаются в электрически заряженные газы ионосферы Земли, возбуждая и добавляя энергию газообразным молекулам ионосферы. Когда молекулы в ионосфере возбуждаются, они излучают свет, создавая красивое видимое атмосферное световое шоу, называемое полярным сиянием.